編碼器詳細(xì)介紹與編程指導(dǎo)

1、H增量型編碼器與絕對(duì)型編碼器的區(qū)分 編碼器如以信號(hào)原理來(lái)分，有增量型編碼器，絕對(duì)型編碼器。增量型編碼器（旋轉(zhuǎn)型）工作原理:由一個(gè)中心有軸的光電碼盤(pán)，其上有環(huán)形通、暗的刻線(xiàn)，有光電發(fā)射和接收 器件讀取,獲得四組正弦波信號(hào)組合成 A、B、C、D,每個(gè)正弦波相差90度相位差（相對(duì)于一個(gè)周波為360度），將C、D信號(hào)反向，疊加在A、B兩相上，可 增強(qiáng)穩(wěn)定信號(hào)；另每轉(zhuǎn)輸出一個(gè) Z相脈沖以代表零位參考位。由于A、B兩相相差90度，可通過(guò)比較A相在前還是B相在前，以判別編 碼器的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)，通過(guò)零位脈沖，可獲得編碼器的零位參考位。編碼器碼盤(pán)的材料有玻璃、金屬、塑料，玻璃碼盤(pán)是在玻璃上沉積很薄的刻 線(xiàn)，其熱穩(wěn)

2、定性好，精度高，金屬碼盤(pán)直接以通和不通刻線(xiàn)，不易碎，但由于金 屬有一定的厚度，精度就有限制，其熱穩(wěn)定性就要比玻璃的差一個(gè)數(shù)量級(jí)，塑料 碼盤(pán)是經(jīng)濟(jì)型的，其成本低，但精度、熱穩(wěn)定性、壽命均要差一些。分辨率一編碼器以每旋轉(zhuǎn)360度提供多少的通或暗刻線(xiàn)稱(chēng)為分辨率，也稱(chēng) 解析分度、或直接稱(chēng)多少線(xiàn)，一般在每轉(zhuǎn)分度510000線(xiàn)。信號(hào)輸出:信號(hào)輸出有正弦波（電流或電壓）,方波（TTL、HTL），集電極開(kāi)路（PNP、NPN）,推拉式多種形式，其中TTL為長(zhǎng)線(xiàn)差分驅(qū)動(dòng)（對(duì)稱(chēng)A,A-;B,B-;Z,Z-）,HTL 也稱(chēng)推拉式、推挽式輸出，編碼器的信號(hào)接收設(shè)備接口應(yīng)與編碼器對(duì)應(yīng)。信號(hào)連接一編碼器的脈沖信號(hào)一般連接計(jì)

3、數(shù)器、PLC、計(jì)算機(jī)，PLC和計(jì)算機(jī)連接的模塊有低速模塊與高速模塊之分，開(kāi)關(guān)頻率有低有高。如單相聯(lián)接，用于單方向計(jì)數(shù)，單方向測(cè)速。A.B兩相聯(lián)接，用于正反向計(jì)數(shù)、判斷正反向和測(cè)速。A、B、Z三相聯(lián)接，用于帶參考位修正的位置測(cè)量。A、A-，B、B-，Z、Z-連接，由于帶有對(duì)稱(chēng)負(fù)信號(hào)的連接，電流對(duì)于電纜貢 獻(xiàn)的電磁場(chǎng)為0，衰減最小，抗干擾最佳，可傳輸較遠(yuǎn)的距離。對(duì)于TTL的帶有對(duì)稱(chēng)負(fù)信號(hào)輸出的編碼器，信號(hào)傳輸距離可達(dá)150米。對(duì)于HTL的帶有對(duì)稱(chēng)負(fù)信號(hào)輸出的編碼器，信號(hào)傳輸距離可達(dá)300米。增量式編碼器的問(wèn)題:增量型編碼器存在零點(diǎn)累計(jì)誤差，抗干擾較差，接收設(shè)備的停機(jī)需斷電記憶, 開(kāi)機(jī)應(yīng)找零或參考位

4、等問(wèn)題，這些問(wèn)題如選用絕對(duì)型編碼器可以解決。增量型編碼器的一般應(yīng)用：測(cè)速，測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)方向，測(cè)移動(dòng)角度、距離（相對(duì)）。絕對(duì)型編碼器（旋轉(zhuǎn)型）絕對(duì)編碼器光碼盤(pán)上有許多道光通道刻線(xiàn)，每道刻線(xiàn)依次以2線(xiàn)、4線(xiàn)、8線(xiàn)、16線(xiàn)0 0 0 0 0 0編排，這樣，在編碼器的每一個(gè)位置，通過(guò)讀取每道刻線(xiàn)的通、暗，獲得一組從2的零次方到2的n-1次方的唯一的2進(jìn)制編碼（格雷碼），這 就稱(chēng)為n位絕對(duì)編碼器。這樣的編碼器是由光電碼盤(pán)的機(jī)械位置決定的， 它不受 停電、干擾的影響。絕對(duì)編碼器由機(jī)械位置決定的每個(gè)位置是唯一的， 它無(wú)需記憶，無(wú)需找參考 點(diǎn)，而且不用一直計(jì)數(shù)，什么時(shí)候需要知道位置，什么時(shí)候就去讀取它的位置。這樣，

5、編碼器的抗干擾特性、數(shù)據(jù)的可靠性大大提高了。從單圈絕對(duì)值編碼器到多圈絕對(duì)值編碼器旋轉(zhuǎn)單圈絕對(duì)值編碼器，以轉(zhuǎn)動(dòng)中測(cè)量光電碼盤(pán)各道刻線(xiàn)，以獲取唯一的編 碼，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)超過(guò)360度時(shí)，編碼又回到原點(diǎn)，這樣就不符合絕對(duì)編碼唯一的原 則，這樣的編碼只能用于旋轉(zhuǎn)范圍 360度以?xún)?nèi)的測(cè)量，稱(chēng)為單圈絕對(duì)值編碼器。如果要測(cè)量旋轉(zhuǎn)超過(guò)360度范圍，就要用到多圈絕對(duì)值編碼器。編碼器生產(chǎn)廠(chǎng)家運(yùn)用鐘表齒輪機(jī)械的原理， 當(dāng)中心碼盤(pán)旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過(guò)齒輪傳 動(dòng)另一組碼盤(pán)（或多組齒輪，多組碼盤(pán)），在單圈編碼的基礎(chǔ)上再增加圈數(shù)的編 碼，以擴(kuò)大編碼器的測(cè)量范圍，這樣的絕對(duì)編碼器就稱(chēng)為多圈式絕對(duì)編碼器， 它 同樣是由機(jī)械位置確定編碼，每個(gè)位

6、置編碼唯一不重復(fù)，而無(wú)需記憶。這樣多圈編碼器另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是由于測(cè)量范圍大，實(shí)際使用往往富裕較多, 在安裝時(shí)不必要費(fèi)勁找零點(diǎn)， 將某一中間位置作為起始點(diǎn)就可以了，而大大簡(jiǎn) 化了安裝調(diào)試難度。、問(wèn)：增量旋轉(zhuǎn)編碼器選型有哪些注意事項(xiàng)?應(yīng)注意三方面的參數(shù):1 .械安裝尺寸，包括定位止口，軸徑，安裝孔位；電纜出線(xiàn)方式；安裝空間體 積；工作環(huán)境防護(hù)等級(jí)是否滿(mǎn)足要求。2 .分辨率，即編碼器工作時(shí)每圈輸出的脈沖數(shù)，是否滿(mǎn)足設(shè)計(jì)使用精度要求。3.電氣接口，編碼器輸出方式常見(jiàn)有推拉輸出（F型HTL格式），電壓輸出（E）， 集電極開(kāi)路（C,常見(jiàn)C為NPN型管輸出，C2為PNP型管輸出），長(zhǎng)線(xiàn)驅(qū)動(dòng) 器輸出。其輸出方式應(yīng)

7、和其控制系統(tǒng)的接口電路相匹配。、問(wèn)：請(qǐng)教如何使用增量編碼器?1，增量型旋轉(zhuǎn)編碼器有分辨率的差異，使用每圈產(chǎn)生的脈沖數(shù)來(lái)計(jì)量，數(shù)目從 6到5400或更高，脈沖數(shù)越多，分辨率越高；這是選型的重要依據(jù)之一。2，增量型編碼器通常有三路信號(hào)輸出（差分有六路信號(hào)）：A,B和Z，般 采用TTL電平，A脈沖在前，B脈沖在后，A,B脈沖相差90度，每圈發(fā)出一個(gè)Z脈沖，可作為參考機(jī)械零位。一般利用 A超前B或B超前A進(jìn)行判向，我公 司增量型編碼器定義為軸端看編碼器順時(shí)針旋轉(zhuǎn)為正轉(zhuǎn)， A超前B為90°反之逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)為反轉(zhuǎn)B超前A為90°也有不相同的，要看產(chǎn)品說(shuō)明。3，使用PLC采集數(shù)據(jù)，可選用高

8、速計(jì)數(shù)模塊；使用工控機(jī)采集數(shù)據(jù)，可 選用高速計(jì)數(shù)板卡；使用單片機(jī)采集數(shù)據(jù)，建議選用帶光電耦合器的輸入端口。4，建議B脈沖做順向（前向）脈沖，A脈沖做逆向（后向）脈沖，Z原點(diǎn) 零位脈沖。5,在電子裝置中設(shè)立計(jì)數(shù)棧。三、關(guān)于戶(hù)外使用或惡劣環(huán)境下使用 有網(wǎng)友來(lái)email問(wèn)，他的設(shè)備在野外使用，現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境臟，而且怕撞壞編碼器。我公司有鋁合金（特殊要求可做不銹鋼材質(zhì)）密封保護(hù)外殼，雙重軸承重載型編碼器，放在戶(hù)外不怕臟，鋼廠(chǎng)、重型設(shè)備里都可以用。 不過(guò)如果編碼器安裝部分有空間，我還是建議在編碼器外部再加裝一防護(hù)殼， 加強(qiáng)對(duì)其進(jìn)行保護(hù)，必竟編碼器屬精密元件，一臺(tái)編碼器和一個(gè)防護(hù)殼的價(jià)值比 較還是有一定差距的。

9、四、從接近開(kāi)關(guān)、光電開(kāi)關(guān)到旋轉(zhuǎn)編碼器: 工業(yè)控制中的定位，接近開(kāi)關(guān)、光電開(kāi)關(guān)的應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)成熟了，而且很好用?？墒牵S著工控的不斷發(fā)展，又有了新的要求，這樣，選用旋轉(zhuǎn)編碼器的應(yīng)用優(yōu) 點(diǎn)就突出了:信息化：除了定位，控制室還可知道其具體位置;柔性化：定位可以在控制室柔性調(diào)整；現(xiàn)場(chǎng)安裝的方便和安全、長(zhǎng)壽：拳頭大小的一個(gè)旋轉(zhuǎn)編碼器，可以測(cè)量從幾 個(gè)µ到幾十、幾百米的距離，n個(gè)工位，只要解決一個(gè)旋轉(zhuǎn)編碼器的安全 安裝問(wèn)題，可以避免諸多接近開(kāi)關(guān)、光電開(kāi)關(guān)在現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械安裝麻煩，容易被撞壞 和遭高溫、水氣困擾等問(wèn)題。由于是光電碼盤(pán)，無(wú)機(jī)械損耗，只要安裝位置準(zhǔn)確, 其使用壽命往往很長(zhǎng)。多功能化

10、：除了定位，還可以遠(yuǎn)傳當(dāng)前位置，換算運(yùn)動(dòng)速度，對(duì)于變頻器, 步進(jìn)電機(jī)等的應(yīng)用尤為重要。經(jīng)濟(jì)化：對(duì)于多個(gè)控制工位，只需一個(gè)旋轉(zhuǎn)編碼器的成本，以及更主要的安 裝、維護(hù)、損耗成本降低，使用壽命增長(zhǎng)，其經(jīng)濟(jì)化逐漸突顯出來(lái)。如上所述優(yōu)點(diǎn)，旋轉(zhuǎn)編碼器已經(jīng)越來(lái)越廣泛地被應(yīng)用于各種工控場(chǎng)合。五、關(guān)于電源供應(yīng)及編碼器和 PLC連接:一般編碼器的工作電源有三種：5Vdc、5-13 Vdc或11-26Vdc。如果你買(mǎi)的編碼器用的是11-26Vdc的，就可以用PLC的24V電源，需注意的是:1. 編碼器的耗電流，在PLC的電源功率范圍內(nèi)。2 .編碼器如是并行輸出，連接 PLC的I/O點(diǎn)，需了解編碼器的信號(hào)電平 是推拉

11、式（或稱(chēng)推挽式）輸出還是集電極開(kāi)路輸出，如是集電極開(kāi)路輸出的，有N型和P型兩種，需與PLC的I/O極性相同。如是推拉式輸出則連接沒(méi)有什么 問(wèn)題。3.編碼器如是驅(qū)動(dòng)器輸出，一般信號(hào)電平是 5V的，連接的時(shí)候要小心，不要讓24V的電源電平串入5V的信號(hào)接線(xiàn)中去而損壞編碼器的信號(hào)端。（我公 司也可以做寬電壓驅(qū)動(dòng)器輸出（5-30 Vdc ）,有此要求定貨時(shí)要注明）六、在很多的情況之下是編碼器并沒(méi)有壞，而只是干擾的原因，造成波型不好, 導(dǎo)致計(jì)數(shù)不準(zhǔn)。請(qǐng)教如何進(jìn)行判斷？謝謝!編碼器屬精密元件，這主要因?yàn)榫幋a器周?chē)蓴_比較嚴(yán)重， 比如：是否有大型電 動(dòng)機(jī)、電焊機(jī)頻繁起動(dòng)造成干擾，是否和動(dòng)力線(xiàn)同一管道傳輸?shù)取?/p>

12、選擇什么樣的輸出對(duì)抗干擾也很重要，一般輸出帶反向信號(hào)的抗干擾要好些，即A+A-,B+B-,Z+Z-，其特征是加上電源8根線(xiàn)，而不是5根線(xiàn)（共零）。 帶反向信號(hào)的在電纜中的傳輸是對(duì)稱(chēng)的，受干擾小，在接受設(shè)備中也可以再增加 判斷（例如接受設(shè)備的信號(hào)利用 A、B信號(hào)90°相位差，讀到電平10、11、01、 00四種狀態(tài)時(shí)，計(jì)為一有效脈沖，此方案可有效提高系統(tǒng)抗干擾性能（計(jì)數(shù)準(zhǔn)確）。就是編碼器也有好壞，其碼盤(pán) 電子芯片內(nèi)部電路 信號(hào)輸出的差別很大，要不然怎么一個(gè)1000線(xiàn)的增量型編碼器會(huì)從300多元到3000多元差別那么大呢？ 排除（搬離、關(guān)閉、隔離）干擾源，判斷是否為機(jī)械間隙累計(jì)誤差，判斷

13、是否為控制系統(tǒng)和編碼器的電路接口不匹配（編碼器選型錯(cuò)誤）：方法償試 后故障現(xiàn)象排除，則可初步判斷，若未排除須進(jìn)一步分析。判斷是否為編碼器自身故障的簡(jiǎn)單方法是排除法。 現(xiàn)在我公司編碼器已大規(guī)模生 產(chǎn)，技術(shù)生產(chǎn)已成熟運(yùn)用，產(chǎn)品故障率控制在千分之幾。排除法的具體方法是:用一臺(tái)相同型號(hào)的編碼器替換上去， 如果故障現(xiàn)象相同，可基本排除是編碼器故 障問(wèn)題，因?yàn)閮膳_(tái)編碼器同時(shí)有故障的小概率事件發(fā)生可能很小，可以看作為0。假如換一臺(tái)相同型號(hào)編碼器上去， 故障現(xiàn)象立刻排除，則可基本判定是編碼器故 障。七、何為長(zhǎng)線(xiàn)驅(qū)動(dòng)？普通型編碼器能否遠(yuǎn)距離傳送?答：長(zhǎng)線(xiàn)驅(qū)動(dòng)也稱(chēng)差分長(zhǎng)線(xiàn)驅(qū)動(dòng)，5V，TTL的正負(fù)波形對(duì)稱(chēng)形式，由于

14、其正負(fù) 電流方向相反，對(duì)外電磁場(chǎng)抵消，故抗干擾能力較強(qiáng)。普通型編碼器一般傳輸距 離是100米，如果是24V HTL型且有對(duì)稱(chēng)負(fù)信號(hào)的，傳輸距離 300-400米。八、問(wèn)：能否簡(jiǎn)單介紹旋轉(zhuǎn)編碼器檢測(cè)直線(xiàn)位移的方法?答：1，使用彈性連軸器”將旋轉(zhuǎn)編碼器與驅(qū)動(dòng)直線(xiàn)位移的動(dòng)力裝置的主軸直接 聯(lián)軸。使用小型齒輪（直齒，傘齒或蝸輪蝸桿）箱與動(dòng)力裝置聯(lián)軸。使用在直齒條上轉(zhuǎn)動(dòng)的齒輪來(lái)傳遞直線(xiàn)位移信息。在傳動(dòng)鏈條的鏈輪上獲得直線(xiàn)位移信息。5,在同步帶輪的同步帶上獲得直線(xiàn)位移信息。6，使用安裝有磁性滾輪的旋轉(zhuǎn)編碼器在直線(xiàn)位移的平整鋼鐵材料表面獲得 位移信息（避免滑差）。7,使用類(lèi)似鋼皮尺”的可回縮鋼絲總成”連接旋

15、轉(zhuǎn)編碼器來(lái)探測(cè)直線(xiàn)位移信息（數(shù)據(jù)處理中須克服疊層卷繞誤差）8，類(lèi)似7,使用帶小型力矩電機(jī)的 可回縮鋼絲總成”連接旋轉(zhuǎn)編碼器來(lái)探測(cè)直線(xiàn)位移信息（目前德國(guó)有類(lèi)似產(chǎn)品，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，幾乎無(wú)疊層卷繞誤差）。九、增量光柵Z信號(hào)可否作零點(diǎn)？圓光柵編碼器如何選用?無(wú)論直線(xiàn)光柵還是軸編碼器其 Z信號(hào)的均可達(dá)到同AB信號(hào)相同的精確度，只不過(guò)軸編碼器是一圈一個(gè)，而直線(xiàn)光柵是每隔一定距離一個(gè)，用這個(gè)信號(hào)可達(dá)到很高的重復(fù)精度。可先用普通的接近開(kāi)關(guān)初定位，然后找最為接近的Z信號(hào)（每次同方向找），裝的時(shí)候不要望忘了將其相位調(diào)的和光柵相位一致，否則不準(zhǔn)。根據(jù)你的細(xì)分精度要求和分辯率要求選用。 精度高自然要選用每周線(xiàn)紋高的，精

16、度不高，就沒(méi)必要選用高線(xiàn)紋數(shù)的圓光柵編碼器了。十、增量型編碼器和絕對(duì)型編碼器有何區(qū)別？做一個(gè)伺服系統(tǒng)時(shí)怎么選擇呢?常用的為增量型編碼器，如果對(duì)位置、零位有嚴(yán)格要求用絕對(duì)型編碼器。 伺服系 統(tǒng)要具體分析，看應(yīng)用場(chǎng)合。測(cè)速度用常用增量型編碼器，可無(wú)限累加測(cè)量；測(cè)位置用絕對(duì)型編碼器，位置唯 一性（單圈或多圈），最終看應(yīng)用場(chǎng)合，看要實(shí)現(xiàn)的目的和要求。、絕對(duì)型旋轉(zhuǎn)編碼器選型注意事項(xiàng),旋轉(zhuǎn)編碼器和接近開(kāi)關(guān)、光電開(kāi)關(guān)優(yōu)勢(shì)比較:絕對(duì)編碼器單圈從經(jīng)濟(jì)型8位到高精度17位，價(jià)格可以從幾百元到1萬(wàn)多不等;絕對(duì)編碼器多圈大部分用25位，輸出有SSI，總線(xiàn)Profibus-DP ,Can L2,lnterbusQevi

17、ceNet,價(jià)格也可以從3千多到1萬(wàn)多不等。旋轉(zhuǎn)光電編碼器測(cè)量角度和長(zhǎng)度，已是很成熟的技術(shù)了，現(xiàn)今再用上高精度大量程的絕對(duì)型編碼器，大大提高了測(cè)量精度和可靠性，而且經(jīng)濟(jì)實(shí)用。就目前來(lái)看,其仍然是測(cè)量長(zhǎng)度的最多選擇。十二、從增量式編碼器到絕對(duì)式編碼器旋轉(zhuǎn)增量式編碼器以轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)輸出脈沖， 通過(guò)計(jì)數(shù)設(shè)備來(lái)知道其位置，當(dāng)編碼器不動(dòng)或停電時(shí)，依靠計(jì)數(shù)設(shè)備的內(nèi)部記憶來(lái)記住位置。這樣，當(dāng)停電后，編碼器不能有任何的移動(dòng)，當(dāng)來(lái)電工作時(shí)，編碼器輸出脈沖過(guò)程中，也不能有干擾而丟失脈沖，不然，計(jì)數(shù)設(shè)備記憶的零點(diǎn)就會(huì)偏移，而且這種偏移的量是無(wú)從知道的,只有錯(cuò)誤的生產(chǎn)結(jié)果出現(xiàn)后才能知道。解決的方法是增加參考點(diǎn)，編碼器每經(jīng)過(guò)

18、參考點(diǎn)，將參考位置修正進(jìn)計(jì)數(shù)設(shè)備的記憶位置。在參考點(diǎn)以前，是不能保證位置的準(zhǔn)確性的。為此，在工控中就有每次操作先找參考點(diǎn)，開(kāi)機(jī)找零等方法。比如，打印機(jī)掃描儀的定位就是用的增量式編碼器原理，每次開(kāi)機(jī)，我們都能聽(tīng)到噼哩啪啦的一陣響，它在找參考零點(diǎn)，然后才工作。這樣的方法對(duì)有些工控項(xiàng)目比較麻煩， 甚至不允許開(kāi)機(jī)找零（開(kāi)機(jī)后就要知道準(zhǔn)確位置），于是就有了絕對(duì)編碼器的出現(xiàn)。絕對(duì)編碼器光碼盤(pán)上有許多道刻線(xiàn)，每道刻線(xiàn)依次以2線(xiàn)、4線(xiàn)、8 線(xiàn)、16線(xiàn)0 0 0 0 0 0編排，這樣，在編碼器的每一個(gè)位置，通過(guò)讀取每道刻線(xiàn)的通、暗,獲得一組從2的零次方到2的n-1次方的唯一的2進(jìn)制編碼（格雷碼），這就稱(chēng)為n位絕

19、對(duì)編碼器。這樣的編碼器是由碼盤(pán)的機(jī)械位置決定的， 它不受停電、干擾的影響。絕對(duì)編碼器由機(jī)械位置決定的每個(gè)位置的唯一性， 它無(wú)需記憶，無(wú)需找參考點(diǎn)，而且不用一直計(jì)數(shù)，什么時(shí)候需要知道位置，什么時(shí)候就去讀取它的位置。這樣，編碼器的抗干擾特性、數(shù)據(jù)的可靠性大大提高了。由于絕對(duì)編碼器在位置定位方面明顯地優(yōu)于增量式編碼器，已經(jīng)越來(lái)越多地 應(yīng)用于工控定位中。測(cè)速度需要可以無(wú)限累加測(cè)量，目前增量型編碼器在測(cè)速應(yīng)用方面仍處于無(wú)可取 代的主流位置。十三、能不能告訴我選用絕對(duì)型編碼器應(yīng)注意哪些事項(xiàng)?（一）.機(jī)械部分：1. 測(cè)長(zhǎng)度還是測(cè)角度，測(cè)長(zhǎng)度如何通過(guò)機(jī)械方式轉(zhuǎn)換（在上面有一些介紹,如不清楚可來(lái)電討論）。測(cè)角度

20、是360度內(nèi)（單圈），還是可能過(guò)360度（多圈）。生 產(chǎn)過(guò)程是一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)循環(huán)工作，還是來(lái)回方向循環(huán)工作。2. 軸連接安裝形式，有軸型通過(guò)軟性聯(lián)軸器連接，還是軸套型連接。3. 使用環(huán)境：粉塵，水氣，震動(dòng),撞擊?（二）電氣部分1. 連接的輸出接收部分是什么？2. 信號(hào)形式？3. 分辨率要求？4. 控制要求？十四、從單圈絕對(duì)式編碼器到多圈絕對(duì)式編碼器 旋轉(zhuǎn)單圈絕對(duì)式編碼器，以轉(zhuǎn)動(dòng)中測(cè)量光碼盤(pán)各道刻線(xiàn)，以獲取唯一的編碼，當(dāng) 轉(zhuǎn)動(dòng)超過(guò)360度時(shí)，編碼又回到原點(diǎn)，這樣就不符合絕對(duì)編碼唯一的原則，這 樣的編碼器只能用于旋轉(zhuǎn)范圍360度以?xún)?nèi)的測(cè)量，稱(chēng)為單圈絕對(duì)式編碼器。當(dāng)中心碼盤(pán)旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過(guò)齒輪傳如果要測(cè)量

21、旋轉(zhuǎn)超過(guò)360度范圍，就要用到多圈絕對(duì)式編碼器。 編碼器生產(chǎn)廠(chǎng)家運(yùn)用鐘表齒輪機(jī)械的原理，動(dòng)另一組碼盤(pán)（或多組齒輪，多組碼盤(pán)），在單圈編碼的基礎(chǔ)上再增加圈數(shù)的編 碼，以擴(kuò)大編碼器的測(cè)量范圍，這樣的絕對(duì)編碼器就稱(chēng)為多圈式絕對(duì)編碼器，它 同樣是由機(jī)械位置確定編碼，每個(gè)位置編碼唯一不重復(fù)，而無(wú)需記憶。多圈編碼器另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是由于測(cè)量范圍大， 實(shí)際使用往往富裕較多，這樣在 安裝時(shí)不必要費(fèi)勁找零點(diǎn)，將某一中間位置作為起始點(diǎn)就可以了， 而大大簡(jiǎn)化了 安裝調(diào)試難度。多圈式絕對(duì)編碼器在長(zhǎng)度定位方面的優(yōu)勢(shì)明顯， 已經(jīng)越來(lái)越多地應(yīng)用于工控 定位中。十五、絕對(duì)型編碼器的串行和并行輸出的詳細(xì)一點(diǎn)的信息，謝謝!并行輸出:絕

22、對(duì)型編碼器輸出的是多位數(shù)碼(格雷碼或純二進(jìn)制碼)，并行輸出就是在 接口上有多點(diǎn)高低電平輸出，以代表數(shù)碼的1或0，對(duì)于位數(shù)不高的絕對(duì)編碼器，一般就直接以此形式輸出數(shù)碼，可直接進(jìn)入PLC或上位機(jī)的I/O接口，輸出即時(shí)，連接簡(jiǎn)單。但是并行輸出有如下問(wèn)題:1。必須是格雷碼，因?yàn)槿缡羌兌M(jìn)制碼，在數(shù)據(jù)刷新時(shí)可能有多位變化,讀數(shù)會(huì)在短時(shí)間里造成錯(cuò)碼。2。所有接口必須確保連接好，因?yàn)槿缬袀€(gè)別連接不良點(diǎn)，該點(diǎn)電位始終是 0，造成錯(cuò)碼而無(wú)法判斷。3。傳輸距離不能遠(yuǎn)，一般在一兩米，對(duì)于復(fù)雜環(huán)境，最好有隔離。4。對(duì)于位數(shù)較多，要許多芯電纜，并要確保連接優(yōu)良，由此帶來(lái)工程難度, 同樣，對(duì)于編碼器，要同時(shí)有許多節(jié)點(diǎn)輸出

23、，增加編碼器的故障損壞率。并行：時(shí)間上，數(shù)據(jù)同時(shí)發(fā)出；空間上，每個(gè)位數(shù)的數(shù)據(jù)各占用一根線(xiàn)纜。增量型編碼器輸出的通常是并行輸出。串行輸出:串行輸出就是通過(guò)約定，在時(shí)間上有先后的數(shù)據(jù)輸出，這種約定稱(chēng)為通訊規(guī)約，其連接的物理形式有 RS232、RS422(TTL)、RS485等。串行輸出連接線(xiàn)少，傳輸距離遠(yuǎn)，對(duì)于編碼器的保護(hù)和可靠性就大大提高了, 一般高位數(shù)的絕對(duì)編碼器都是用串行輸出的。由于絕對(duì)型編碼器的部分知名廠(chǎng)家在德國(guó)， 所以串行輸出大部分是與德國(guó)的 西門(mén)子配套的，如SSI同步串行輸出，總線(xiàn)型是PROFIBUS-DP的輸出等。串行輸出編碼器連接德國(guó)西門(mén)子的設(shè)備是比較容易的， 但是連接非德國(guó)系的

24、設(shè)備，接口就是問(wèn)題了，我公司提供各種接口輸出的儀表，可以解決這樣的問(wèn)題。 串行：時(shí)間上，數(shù)據(jù)按照約定，有先后；空間上，所有位數(shù)的數(shù)據(jù)都在一組線(xiàn)纜 上（先后）發(fā)出。十六、串行編碼器應(yīng)該都是絕對(duì)式的？ 串行是指按時(shí)間約定，串行輸出數(shù)字編碼信號(hào)，基本是絕對(duì)的，但也有一些增量 編碼器，通過(guò)內(nèi)置電池記憶原點(diǎn)，其也可以通過(guò)串行輸出位置值，如電池線(xiàn)不聯(lián), 還是增量編碼器，此也稱(chēng)為偽絕對(duì)值編碼器，在一些日本伺服系統(tǒng)中較多見(jiàn)。 其 本質(zhì)其實(shí)還是增量編碼器。十七、問(wèn)：為什么叫絕對(duì)型編碼器”絕對(duì)型編碼器”目對(duì)于 增量型編碼器”而言。絕對(duì)型編碼器”使用某種方式表示并記憶物體的絕對(duì)位置，角度和圈數(shù)。即一旦 位置，角度和

25、圈數(shù)固定，什么時(shí)候編碼器的示值都唯一固定，包括停電后投電。增量型編碼器”做不到這一點(diǎn)。一般 增量型編碼器”輸出兩個(gè)A、B脈沖信號(hào), 和一個(gè)Z（L）零位信號(hào)，A、B脈沖互差90度相位角。通過(guò)脈沖計(jì)數(shù)可以知道位 置，角度和圈數(shù)增量，通過(guò) A,B脈沖信號(hào)超前或滯后可以知道方向，停電后，必須從約定的基準(zhǔn)重新開(kāi)始計(jì)數(shù)。增量型編碼器”表示位置，角度和圈數(shù)需要做 后處理，重新投電要做 復(fù)零”操作，所以，增量型編碼器”比絕對(duì)型編碼器”在價(jià) 格上便宜許多。十八、問(wèn)：光電編碼器、光學(xué)電子尺和靜磁柵絕對(duì)編碼器的優(yōu)缺點(diǎn)?光電編碼器:1，優(yōu)點(diǎn)：體積小，精密，本身分辨度可以很高 （目前我公司通過(guò)細(xì)分技術(shù)在直徑©

26、 66的編碼器上可達(dá)到54000cpr），無(wú)接觸無(wú)磨損；同一品種既可檢測(cè) 角度位移，又可在機(jī)械轉(zhuǎn)換裝置幫助下檢測(cè)直線(xiàn)位移； 多圈光電絕對(duì)編碼器可以 檢測(cè)相當(dāng)長(zhǎng)量程的直線(xiàn)位移（如25位多圈）。壽命長(zhǎng)，安裝隨意，接口形式豐富, 價(jià)格合理。成熟技術(shù)，多年前已在國(guó)內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用。2，缺點(diǎn)：精密但對(duì)戶(hù)外及惡劣環(huán)境下使用提出較高的保護(hù)要求；量測(cè)直線(xiàn)位移需依賴(lài)機(jī)械裝置轉(zhuǎn)換，需消除機(jī)械間隙帶來(lái)的誤差；檢測(cè)軌道運(yùn)行物體難以克服滑差。光學(xué)電子尺:1，優(yōu)點(diǎn)：精密，本身分辨度較高（可達(dá)到0.005mm）；體積適中，直接測(cè)量直線(xiàn)位移；無(wú)接觸無(wú)磨損，測(cè)量間隙寬泛；價(jià)格適中，接口形式豐富，已在國(guó)內(nèi)外 金屬切削機(jī)械行業(yè)得到

27、較多應(yīng)用（如線(xiàn)切割、電火花等）2，缺點(diǎn)：測(cè)量直線(xiàn)和角度要使用不同品種；量程受限制（量程超過(guò)4m，生產(chǎn)制造困難價(jià)格昂貴），不適于在大量程惡劣環(huán)境處實(shí)施位移檢測(cè)。靜磁柵絕對(duì)編碼器:1，優(yōu)點(diǎn)：體積適中，直接測(cè)量直線(xiàn)位移，絕對(duì)數(shù)字編碼，理論量程沒(méi)有限制；無(wú)接觸無(wú)磨損，抗惡劣環(huán)境，可水下 1000米使用；接口形式豐富，量測(cè)方式多樣；價(jià)格尚能接受。2，缺點(diǎn)：分辨度1mm不高；測(cè)量直線(xiàn)和角度要使用不同品種；不適于在精小處實(shí)施位移檢測(cè)（大于260毫米）。十九、例題：一個(gè)圓盤(pán)，分50個(gè)點(diǎn)，要實(shí)現(xiàn)定位控制，轉(zhuǎn)速很慢，是要用到絕 對(duì)型編碼器嗎？怎么找原點(diǎn)呢？ 50個(gè)位置定位是360度均勻等分嗎?絕對(duì)編碼器的編碼都是

28、2的幕次方，沒(méi)有360度均勻50等分的，要近似，看精度要求有多高，選多高線(xiàn)數(shù)的編碼器，如果精度要求不是太高的話(huà)，用8位256線(xiàn)的就可以了。編碼器的每個(gè)位置都有唯一編碼，編碼為零的就可以作為零點(diǎn), 也可以任意位置定義為零，其他位置與其比較計(jì)算。如果可以用參考點(diǎn)的話(huà)，也可以用增量式的，因速度慢，應(yīng)該選 3000線(xiàn)或以上的，每圈一個(gè)零位。二十、簡(jiǎn)單介紹：RS-232、RS-422與RS-485標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用?RS-232、RS-422與RS-485都是串行數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)，最初都是由電子工業(yè)協(xié)會(huì)（EIA ）制訂并發(fā)布的。目前RS-232是PC機(jī)與通信工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一種串行接口。RS-232被定義為一種在

29、低速率串行通訊中增加通訊距離的單端標(biāo)準(zhǔn)。RS-232采取不平衡傳輸方式，即所謂單端通訊。RS-422、RS-485與RS-232不一樣，數(shù)據(jù)信號(hào)采用差分傳輸方式，也稱(chēng)作平衡傳輸，它使用一對(duì)雙絞線(xiàn)，將其中一線(xiàn)定義為A，另一線(xiàn)定義為B 0通常情況下，發(fā)送驅(qū)動(dòng)器 A、B之間的正電平在+2+6V，是一個(gè)邏輯狀態(tài)，負(fù)電平在-26V，是另一個(gè)邏輯狀態(tài)。另有一個(gè)信號(hào)地C,在RS-485中還有一使 能”端 而在RS-422中這是可用可不用的。 使能”端是用于控制發(fā)送驅(qū)動(dòng)器與傳 輸線(xiàn)的切斷與連接。當(dāng)使能”端起作用時(shí)，發(fā)送驅(qū)動(dòng)器處于高阻狀態(tài)，稱(chēng)作第三 態(tài)”，即它是有別于邏輯“ 與 “（的第三態(tài)。由于RS-485是

30、從RS-422基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的，所以 RS-485許多電氣規(guī)定與RS-422相仿。如都采用平衡傳輸方式、都需要在傳輸線(xiàn)上接終接電阻等。RS-485可以采用二線(xiàn)與四線(xiàn)方式，二線(xiàn)制可實(shí)現(xiàn)真正的多點(diǎn)雙向通信。RS-485與RS-422的不同還在于其共模輸出電壓是不同的，RS-485是-7V至 +12V之間，而RS-422在-7V至+7V之間，RS-485接收器最小輸入阻抗為12kRS-422是4k;由于RS-485滿(mǎn)足所有RS-422的規(guī)范，所以RS-485的驅(qū)動(dòng)器可以用在RS-422網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用。絕對(duì)值編碼器與增量型編碼 絕對(duì)是相對(duì)于增量而言的，顧名思義，所謂絕對(duì)就是編碼器的輸出信號(hào)在一周或多周運(yùn)轉(zhuǎn)

31、的過(guò)程中，其每一位置和角度所對(duì)應(yīng)的輸出編碼值都是唯一對(duì)應(yīng)的，如 此，便具備掉電記憶之功能也。絕對(duì)式編碼器是依據(jù)計(jì)算機(jī)原理中的位碼來(lái)設(shè)計(jì)的，比如：8位碼（0000 0011 ），16位碼，32位碼等。把這些位碼信息反映在編碼器的碼盤(pán)上，就是多道光通道 刻線(xiàn)，每道刻線(xiàn)依次以2線(xiàn)、4線(xiàn)、8線(xiàn)、16線(xiàn)0 0 0 0 0 0編排。如此編排的結(jié)果,比如對(duì)一個(gè)單圈絕對(duì)式而言，便是把一周 360°分為2的4次方，2的8次方，2 的16次方，位數(shù)越高，則精度越高，量程亦越大。這樣，在編碼器的每一 個(gè)位置，通過(guò)讀取每道刻線(xiàn)的通、暗，獲得一組從2的零次方到2的n-1次方的 唯一的2進(jìn)制編碼（格雷碼），這就

32、稱(chēng)為n位絕對(duì)編碼器。這樣的編碼器是由光 電碼盤(pán)的機(jī)械位置決定的，它不受停電、干擾的影響。絕對(duì)編碼器由機(jī)械位置決定的每個(gè)位置是唯一的， 它無(wú)需記憶，無(wú)需找參考 點(diǎn)，而且不用一直計(jì)數(shù)，什么時(shí)候需要知道位置，什么時(shí)候就去讀取它的位置。這樣，編碼器的抗干擾特性、數(shù)據(jù)的可靠性大大提高了。單圈絕對(duì)值編碼器到多圈絕對(duì)值編碼器旋轉(zhuǎn)單圈絕對(duì)值編碼器，以轉(zhuǎn)動(dòng)中測(cè)量光電碼盤(pán)各道刻線(xiàn)，以獲取唯一的編 碼，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)超過(guò)360度時(shí)，編碼又回到原點(diǎn)，這樣就不符合絕對(duì)編碼唯一的原 則，這樣的編碼只能用于旋轉(zhuǎn)范圍360度以?xún)?nèi)的測(cè)量，稱(chēng)之為單圈絕對(duì)值編碼器。如果要測(cè)量旋轉(zhuǎn)超過(guò)360度范圍，就要用到多圈絕對(duì)值編碼器。編碼器生產(chǎn)廠(chǎng)家運(yùn)

33、用鐘表齒輪機(jī)械的原理，當(dāng)中心碼盤(pán)旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過(guò)齒輪傳動(dòng)另一組碼盤(pán)(或多組齒輪，多組碼盤(pán))，在單圈編碼的基礎(chǔ)上再增加圈數(shù)的編 碼，以擴(kuò)大編碼器的測(cè)量范圍，這樣的絕對(duì)編碼器就稱(chēng)為多圈式絕對(duì)編碼器，它 同樣是由機(jī)械位置確定編碼，每個(gè)位置編碼唯一不重復(fù)，而無(wú)需記憶。多圈編碼器另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是由于測(cè)量范圍大， 實(shí)際使用往往富裕較多，這樣在 安裝時(shí)不必要費(fèi)勁找零點(diǎn)，將某一中間位置作為起始點(diǎn)就可以了， 而大大簡(jiǎn)化了 安裝調(diào)試難度。絕對(duì)值編碼器的信號(hào)輸出(Sig nal Out put)絕對(duì)值編碼器信號(hào)輸出有并行輸出、串行輸出、總線(xiàn)型輸出、變送一體型輸出1 .并行輸出（Parallel）:絕對(duì)值編碼器輸出的是多位數(shù)

34、碼（格雷碼或純二進(jìn)制碼），并行輸出就是所有信號(hào)各占一信號(hào)線(xiàn)同時(shí)輸出，以代表數(shù)碼的1或0，對(duì)于位數(shù)不高的絕對(duì)編碼器，一般就直接以此形式輸出數(shù)碼，可直接進(jìn)入PLC或上位機(jī)的I/O接口，輸出即時(shí)，連接簡(jiǎn)單。但是并行輸出有如下問(wèn)題:1。最好為格雷碼，因?yàn)槿缡羌兌M(jìn)制碼，在數(shù)據(jù)刷新時(shí)可能有多位同時(shí)變化，讀數(shù)會(huì)在短時(shí)間里造成錯(cuò)碼。而格雷碼每次只有一位發(fā)生變化， 減少錯(cuò)碼的 可能。2。所有接口必須確保連接好，因?yàn)槿缬袀€(gè)別連接不良點(diǎn)，該點(diǎn)電位始終是 0，造成錯(cuò)碼而無(wú)法判斷。3。傳輸距離不能遠(yuǎn)，一般在一兩米左右，對(duì)于復(fù)雜環(huán)境的現(xiàn)場(chǎng)，最好有隔離。4。對(duì)于位數(shù)較多，要許多芯電纜，并要確保連接優(yōu)良，由此帶來(lái)工程難度,

35、同樣，對(duì)于編碼器，要同時(shí)有許多節(jié)點(diǎn)輸出，增加編碼器的故障損壞率。串行 SSI 輸出(Serial Synchron ous In terface ):串行輸出就是通過(guò)一定的協(xié)議，在時(shí)間上有先后的數(shù)據(jù)輸出，這種約定稱(chēng)為 通訊規(guī)約，其連接的物理形式有 RS232、RS422（TTL）、RS485等。由于絕對(duì)值編碼器好的廠(chǎng)家都是在德國(guó)，所以串行輸出大部分是與德國(guó)的西門(mén)子配套的, 如SSI同步串行輸出。串行輸出連接線(xiàn)少，傳輸距離遠(yuǎn)，對(duì)于編碼器的保護(hù)和 可靠性就大大提高了。一般高位數(shù)的絕對(duì)編碼器都是用串行輸出的。1. 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)型輸出（BUS ）現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)型編碼器是多個(gè)編碼器各以一對(duì)信號(hào)線(xiàn)連接在一起，通過(guò)設(shè)

36、定地址，用 通訊方式傳輸信號(hào)，信號(hào)的接收設(shè)備只需一個(gè)接口，就可以讀多個(gè)編碼器信號(hào)?？偩€(xiàn)型編碼器信號(hào)遵循RS485的物理格式，其信號(hào)的編排方式稱(chēng)為通訊規(guī)約, 目前全世界有多個(gè)通訊規(guī)約，各有優(yōu)點(diǎn)，還未統(tǒng)一，編碼器常用的通訊規(guī)約有如下幾種:P ROFIBUS-D P ； CAN ； DeviceNet ； In terbus 等總線(xiàn)型編碼器可以節(jié)省連接線(xiàn)纜、 接收設(shè)備接口，傳輸距離遠(yuǎn)，在多個(gè)編碼器集 中控制的情況下還可以大大節(jié)省成本。4 .變送一體型輸出變送也就是其信號(hào)已經(jīng)在編碼器內(nèi)換算后直接變送輸出，其有模擬量420mA輸出、RS485數(shù)字輸出、14位并行輸出等。絕對(duì)式編碼器選型常用參數(shù)1.單圈絕

37、對(duì)型(Singleturn)-需知道客戶(hù)所需求的位數(shù)，又叫解析度(Resolution), 比如 10 bits，又稱(chēng) 1024 positions ， 12bits =4096 positions 等。2. 多圈絕對(duì)型(Multiturn)-此時(shí)除了問(wèn)他單圈的解析度外，還有就是他所需求的 圈數(shù)(revolution)，所以一個(gè)多圈型編碼器的位數(shù)是單圈位數(shù)和多圈圈數(shù)的總合。比如：一個(gè)編碼器的單圈解析度為4096/12bits，圈數(shù)為13bits,那么這個(gè)編碼器的總輸出位數(shù)就是12+13=25bits .3. 信號(hào)輸出及接口形式(Sig nal and Out put)-首先有數(shù)碼輸出和模擬輸出

38、，但 一般是以數(shù)碼為主。編碼輸出有：并行輸出，串行輸出，總線(xiàn)接口等。4. 編碼器電源電壓(Power)-問(wèn)清楚他所選用編碼器的工作電源電壓。5. 輸出碼制(Code)-絕對(duì)式編碼器輸出之編碼同計(jì)算機(jī)中所用到的碼制是一樣 的，也有自然二進(jìn)制，BCD，格雷碼，余格雷碼等。其中常用的也就是自然二 進(jìn)制(n atural bi nary code )，格雷碼(gray code )，因?yàn)楦窭状a有優(yōu)于自然二進(jìn) 制的特點(diǎn)，故一般采用格雷碼為多。6. 編碼器溫度范圍(Temparature Range )-此相應(yīng)客戶(hù)的具體要求而幫對(duì)方選擇 之。此又分使用溫度和存放溫度。7. 編碼器轉(zhuǎn)速范圍(Speed)-此相亦需滿(mǎn)足客戶(hù)的具體要求， 一般良好之編碼器的機(jī)械轉(zhuǎn)速可達(dá)到