编码器安装零点位置的找寻和计算

编码器安装零点位置的找寻和计算

讲一点编码器的零点确定。

增量值编码器一般每圈提供一个z相（零位）信号，而绝对值编码器每个位置唯一，同样也有一个零位，那么，编码器在使用中如何确定零位呢？一般有如下几种方式：

一。编码器轴转动找零，编码器在安装时，旋转转轴对应零位，一般增量值与单圈绝对值会用这种方法，而轴套型的编码器也用这种方法。

缺点，零点不太好找，精度较低。

二。与上面方法相当，只是编码器外壳旋转找零，这主要是对于一些紧凑型安装的同步法兰（也有叫伺服法兰）外壳所用，如图：

三。通电移动安装机械对零，通电将安装的机械移动到对应的编码器零位对应位置安装。（伺服中带U/V/W信号的多用这种方法，关于这个题目，中国工控网论坛上的波恩网友有一篇很好的介绍，推荐给大家：/Forum/ForumTopic.aspx?Id=20081005121216 00001）

四。偏置计算，机械和编码器都不需要找零，根据编码器读数与实际位置的偏差计算，获得偏置量，以后编码器读数后减去这个偏置量。例如编码器的读数为100，而实际位置是90，计算下在实际位置0位时，编码器的读数应该是10，而这个“10”就是偏置量，以后编码器读到的数，减去这个偏置量就是位置值。可重复多次，修正偏置量。对于增量值编码器，是读取原始机械零位到第一个Z点的读数，作为偏置量。精度较高的编码器，或者量程较大的绝对值多圈编码器，多用这种方法。

五。智能化外部置零，有些带智能化功能的编码器，可提供外部置位功能，例如通过编码器附带的按键，或外带的软件设置功能置零。而我们提供的最新的Easypro?的智能化绝对值编码器，提供了一根外部置位线，将这个线与编码器供电的正电源短触一下，编码器此时的位置就是预先定好的预置位置（预置可以是零，也可以是其他事先约定的位置）。

六。需要说明的是，绝对值编码器的零位再往下就是编码的循环最大值，无论是单圈绝对值，还是多圈绝对值，如果置零位，那么再往下（下滑、移动，惯性过冲等），就可能数据一下子跳到最大了，对于高位数的绝对值多圈，可能数据会溢出原来的设定范围。另外，绝对值编码器还有一个旋转方向的问题，置零后，如果方向不对，是从0跳到最大，然后由大变小的。一些进口的编码器尽管带有外部置零功能，但建议还是不要用此功能。（我们碰到很多用进口绝对值编码器会碰到这样的困惑，不要就迷信进口的）。

七。最好的置位方法，是上面介绍的智能化Easypro?编码器，预置一个非零位（留下下滑、过冲的余量）并预置旋转方向+偏置计算的方法。另外一种方法是置“中”，偏置量就是中点值，置位线与电源正相触后，编码器输出的就是中点位置，这样的行程是+/-半全程，在这样的行程范围内，无论旋转方向，确保不会经过零点跳变，我们的绝对值SSi输出编码器就是这种方法，事实证明，这两种方法，优于某些进口品牌的置0的方法，给客户带来了方便，所以，也不要太迷信进口的，我们有的功能和服务，是可以做的比进口更好的。

编码器选型安装时的注意事项

编码器分为增量旋转编码器与绝对型旋转编码器。下面是两种编码器安装时的注意事项说明：

增量旋转编码器选型应注意三方面的参数：（1）机械安装尺寸，包括定位止口，轴径，安装孔位；电缆出线方式；安装空间体积；工作环境防护等级是否满足要求。（2）分辨率，即编码器工作时每圈输出的脉冲数，是否满足设计使用精度要求。（3）电气接口，编码器输出方式常见有推拉输出（F型HTL格式），电压输出（E），集电极开路（C，常见C为NPN型管输出，C2为PNP型管输出），长线驱动器输出。其输出方式应和其控制系统的接口电路相匹配。

绝对型旋转编码器选型注意事项（1）机械部分: ①测长度还是测角度，测长度如何通过机械方式转换(在上面有一些介绍，如不清楚可来电讨论)。测角度是360度内(单圈)，还是可能过360度(多圈)。生产过程是一个方向旋转循环工作，还是来回方向循环工作。②轴连接安装形式，有轴型通过软性联轴器连接，还是轴套型连接。③使用环境：粉尘,水气,震动,撞击? （2）电气部分①连接的输出接收部分是什么? ②信号形式? ③分辨率要求? ④控制要求?

增量编码器的分辨率，倍频与细分

忙了一个礼拜，到了周末终于可以定定地坐下来写博客了，今天可以和大家讨论一下增量编码器的分辨率、倍频与细分。

前面介绍了，增量编码器码盘是由很多光栅刻线组成的，有两个（或4个,以后讨论4个光眼的）光眼读取A,B信号的，刻线的密度决定了这个增量型编码器的分辨率，也就是可以分辨读取的最小变化角度值。代表增量编码器的分辨率的参数是PPR,也就是每转脉冲数，例如每圈刻线360线,A，B每圈各输出360个脉冲，分辨率参数就是360PPR。那么这个编码器可分辨的最小角度变化量是多少度呢？就是1度吗？

增量编码器的A/B输出的波形一般有两种，一种是有陡直上升沿和陡直下降沿的方波信号，一种是缓慢上升与下降，波形类似正弦曲线的Sin/Cos曲线波形信号输出，A与B相差1/4T周期90度相位，如果A是类正弦Sin曲线，那B就是类余弦Cos曲线。

对于方波信号，A,B两相相差90度相（1/4T），这样，在0度相位角，90度，180度，270度相位角,这四个位置有上升沿和下降沿，这样,实际上在1/4T方波周期就可以有角度变化的判断，这样1/4的T周期就是最小测量步距，通过电路对于这些上升沿与下降沿的判断,可以4倍于PPR读取角度的变化,这就是方波的四倍频。这种判断，也可以用逻辑来做，0代表低，1代表高，A/B两相在一个周期内变化是0 0，0 1，1 1，1 0 。这种判断不仅可以4倍频，还可以判断旋转方向。

那么，方波信号的最小分辨角度=360度/(4xPPR)。

前面的问题：一个方波A/B输出360PPR的增量编码器，最小分辨角度=0.25度。

严格地讲，方波最高只能做4倍频，虽然有人用时差法可以分的更细，但那基本不是增量编码器推荐的，更高的分频要用增量脉冲信号是SIN/COS类正余弦的信号来做，后续电路可通过读取波形相位的变化，用模数转换电路来细分，5倍、10倍、20倍，甚至100倍以上，分好后再以方波波形输出（PPR）。分频的倍数实际是有限制的，首先，模数转换有时间响应问题，模数转换的速度与分辨的精确度是一对矛盾，不可能无限细分，分的过细，响应与精准度就有问题；其次，原编码器的刻线精度，输出的类正余弦信号本身一致性、波形完美度是有限的，分的过细，只会把原来码盘的误差暴露得更明显，而带来误差。细分做起来容易，但要做好却很难，其一方面取决于原始码盘的刻线精度与输出波形完美度，另一方面取决于细分电路的响应速度与分辨精准度。例如，德国海德汉的工业编码器，推荐的最佳细分是20倍，更高的细分是其推荐的精度更高的角度编码器，但旋转的速度是很低的。

我公司提供的IDE弦波细分倍频分割器，可提供5，10，20，25，最高到100倍的正余弦波细分倍频。

一个增量编码器细分后输出A/B/Z方波的，还可以再次4倍频，但是请注意，细分对于编码器的旋转速度是有要求的，一般都较低。另外，如原始码盘的刻线精度不高、波形不完美，或细分电路本身的限制，细分也许会波形严重失真，大小步，丢步等，选用及使用时需注意。

前面的问题：一个正余弦A/B输出360PPR的增量编码器，最小分辨角度可能是0.01度（如果25倍分频，且原始码盘精度有保证）。

有些增量编码器，其原始刻线可以是2048线（2的11次方，11位），通过16倍（4位）细分，得到15位PPR ,再次4倍频(2位)，得到了17位(Bit)的分辨率，这就是有些日系编码器的17位高位数编码器的得来了，它一般就用“位,Bit”来表达分辨率了。这种日系的编码器在较快速度时，内部仍然要用未细分的低位信号来处理输出的，要不然响应就跟不上了，所以不要被它的“17位”迷惑了。

另，本文开头有“原创，转载请注明作者并中华工控网出处，本作者保留原创文章法律权利”，关于这个问题，后面的博客我会讨论。