编码器基础知识
增量型和绝对值编码器常见问题（FAQ）
编码器业务部
目录
1增量式编码器 (4)
1.1如何选择单圈脉冲数PPR (4)
1.2编码器的最大允许单圈脉冲数如何计算
编码器的最大允许单圈脉冲数如何计算？？ (4)
1.3编码器的最大允许转速为? (4)
1.4编码器的接口通信距离可达? (5)
1.5是否必须使用屏蔽线缆
是否必须使用屏蔽线缆？？ (5)
如何有效降低编码器应用时的噪声影响？？ (5)
1.6如何有效降低编码器应用时的噪声影响
为何要使用柔性联轴器？？ (5)
1.7为何要使用柔性联轴器
编码器输出的信号是什么意思？？ (5)
1.8编码器输出的信号是什么意思
什么是门参考脉冲？？ (6)
1.9什么是门参考脉冲
增量式编码器可兼容何种串行通信方式？？ (7)
1.10增量式编码器可兼容何种串行通信方式
1.11倍加福RS422编码器的信号电平为
编码器的信号电平为？？ (7)
输出接口有？？ (7)
1.12倍加福编码器的供电-输出接口有
1.13什么是差分线驱动输出
什么是差分线驱动输出？？ (7)
什么是集电极开路输出？？ (8)
1.14什么是集电极开路输出
什么是图腾柱输出？？ (8)
1.15什么是图腾柱输出
什么是推挽式输出？？ (8)
1.16什么是推挽式输出
什么是吸收型输入和源型输入？？ (8)
1.17什么是吸收型输入和源型输入
什么是正交信号输出？？ (9)
1.18什么是正交信号输出
1.19正交输出和4倍频什么关系
倍频什么关系？？ (9)
有何用处？？ (9)
1.20反向通道和有何用处
什么是参考脉冲？？ (9)
1.21什么是参考脉冲
为何需要使用上拉电阻？？ (9)
1.22为何需要使用上拉电阻
更换编码器必须断电停机吗？？ (9)
1.23更换编码器必须断电停机吗
成什么后果？？ (10)
1.24意外将24V DC连接到输出通道会造
连接到输出通道会造成什么后果
成什么后果
编码器故障诊断需要什么检测设备？？ (10)
1.25编码器故障诊断需要什么检测设备
等级？？ (11)
1.26什么是IP等级
2绝对值编码器 (12)
2.1什么是绝对值编码器? (12)
绝对值编码器和增量式编码器的区别是什么？？ (12)
2.2绝对值编码器和增量式编码器的区别是什么
绝对值编有哪些输出码制？？ (12)
2.3绝对值编有哪些输出码制
什么是格雷码？？ (13)
2.4什么是格雷码
2.5如何转换格雷码为二进制码
如何转换格雷码为二进制码？？ (13)
什么是单圈绝对值编码器？？ (13)
2.6什么是单圈绝对值编码器
什么是多圈编码器？？ (14)
2.7什么是多圈编码器
3NAMUR本安型编码器 (15)
为何需要它？？ (15)
3.1什么是NAMUR 本安型编码器
本安型编码器，，为何需要它
本安型编码器可以应用于石油精炼厂吗？？ (15)
3.2本安型编码器可以应用于石油精炼厂吗
3.3什么是隔离栅
什么是隔离栅？？ (15)
两者有什么区别？？ (15)
3.4电器设备分类IIB 和IIC两者有什么区别
3.5什么是0区？ (15)
3.6如果不便使用隔离栅
有其它选择方案吗？？ (16)
如果不便使用隔离栅，，有其它选择方案吗
隔爆型编码器比较便宜吗？？ (16)
3.7隔爆型编码器比较便宜吗
1 增量式编码器
1.1 如何选择单圈脉冲数PPR
选择增量式编码器的单圈分辨率PPR ，须考虑：
a. 将所选择的单圈脉冲数PPR 和电机驱动编码器的最大转速综合考虑，计算工作频率，确保其不
会引起在最大转速下脉冲输出频率超过编码器的脉冲输出频率和控制器的输入频率。
b. 单圈脉冲数尽量选择为你所需要的精度控制，这样可减少比例缩放操作。
如12m 测量范围，测量显示仅需1m/步（低分辨率），则可选择12ppr ，而如果需要显示0.01m/步（高分辨率），应选择1200ppr 或以上的编码器。
如果你选择了600ppr 的编码器测量显示0.01m/步的精度，则需要进行比例换算，将0.02m/步换算为0.01m/步。
c. 请注意，可能你所使用的控制器带有2倍或4倍倍频功能。
按以上示例，0.01m/步的测量精度，选择600ppr 并进行2倍频或者300ppr 进行4倍频，可达到同样的效果。
1.2 编码器的编码器的最大最大最大允许允许允许单圈脉冲数如何计算单圈脉冲数如何计算单圈脉冲数如何计算？？
编码器的物理单圈脉冲数可从产品技术参数表查询，但实际最大单圈脉冲数受到编码器输出频率的限制，计算如下：
z n
f ×=
60
z
f n 60
max max ×=
图1展示了编码器实际工作频率和单圈脉冲数的关系特性。
Fig.1 图1
1.3 编码器的最大允许转速为?
这里, f, f max = 频率，单位：Hz n, n max = 转速，单位:转/分
z = 单圈脉冲数ppr
编码器的机械允许转速rpm可参照产品技术参数表，实际工作转速可能会受到编码器的接口输出频率和控制器的输入频率限制。
1.4 编码器的接口通信距离可达?
关于该问题，由于实际工况中多种因素可能对接口通信距离造成影响，具体长度不定。
一般，线缆越长，编码器受到干扰的可能越大，原因在于电缆的分布容抗、分布阻抗造成的信号衰减和天线效应引入噪声等。
要获得最大的通信距离，须遵循以下基本布线准则：
a. 编码器信号线缆远离噪声源，例如AC电机、弧焊机、AC功率电缆以及变压器等。
b. 信号线缆请使用工业数据用屏蔽双绞线缆。
c. 使用塑料盘联轴器，降低噪声及接地电气干扰。
d. 在供电电压允许范围内使用最高电压，例如编码器供电允许5~24V，请使用24V供电，使用差
分接收器接收集电极开路和差分线驱动输出信号，保证最大限度的信号电流被接收。
e. 如果你需要单编码器信号多控制器应用方案，请务必使用信号放大器。这将有助于延长信号通
信距离。一般情况下，差分线驱动通信距离可达1200m。
是否必须使用屏蔽线缆？？
1.5 是否必须使用屏蔽线缆
强烈建议使用，特别是在存在大量电气干扰的环境下。如果你存在噪声干扰问题或者怀疑可能存在，请务必使用。
如何有效降低编码器应用时的噪声影响？？
1.6 如何有效降低编码器应用时的噪声影响
提高编码器的抗干扰特性，可遵循以下原则：
a. 将编码器信号线缆和电机或其它动力电缆应分开布置。
b. 尽量缩短通信线缆，避免备用长度部分。
c. 线缆在某种程度上可理解为辐射射频信号的接收天线，有必要在强干扰环境添加额外的干扰抑
制设备。
为何要使用柔性联轴器？？
1.7 为何要使用柔性联轴器
柔性联轴器用于保护编码器的轴承，抑制驱动侧带来的冲击振动影响。同时联轴器还可以有效的补偿角度偏差、径向和轴向偏差。
编码器输出的信号是什么意思？？
1.8 编码器输出的信号是什么意思
方波输出的增量编码器信号如下：
图2
图2中，标示了A、B、0和相应的反向通道A、B、0共6个信号通道脉冲输出序列。根据实际应用，这些信号可以单独或组合应用。每一个脉冲，对应着光线透过了码盘透明部分产生的光脉冲。0位参考信号每一整圈发送一个脉冲。
什么是门参考脉冲？？
1.9 什么是门参考脉冲
门参考脉冲，参见1.8关于方波式增量式编码器脉冲输出的0通道信号，其有A通道和B通道信号共同组合的门来限制脉冲的宽度和何时发送。
一般，门参考脉冲基于上升沿触发，触发方式存在如下两种方式：
图3 图4 如图3，门参考脉冲的上升沿有A通道脉冲的上升沿触发，B的脉冲下降沿对应其脉冲下降沿（A通道信号相位领先于B）。
如图4，门参考脉冲的上升沿有B通道脉冲的上升沿触发，A的脉冲下降沿对应其脉冲下降沿（B通道信号相位领先于A）。
1.10 增量式编码器可兼容何种串行通信方式
增量式编码器可兼容何种串行通信方式？？
RS422（仅使用了RS422 的电气特性）
编码器的信号电平为？？
1.11 倍加福RS422编码器的信号电平为
5VDC
输出接口有？？
1.12 倍加福编码器的供电-输出接口有
P+F 编码器所可提供的供电-输出接口如下：
供电电压输出接口编码器系列
10 - 30V DC 10-30VDC 推挽R-Line
10 - 30V DC 5VDC RS422 R-Line
5V DC 5VDC RS422 R-Line
4.75 - 30VDC 4.75 - 30VDC推挽T-Line
什么是差分线驱动输出？？
1.13 什么是差分线驱动输出
差分式输出，表述的是每个输出通道均带有对应的一个反向通道，例如通道A对应的反向通道A。RS422差分线驱动用于提高信号传输对噪声干扰的免疫性能，以达到更大的传输距离，可随意匹配吸收型或有源型电路接收信号，比图腾柱输出能够提供或者吸收更大的电流。
差分数据传输（平衡差分信号）在很多应用中表现出优越的特性，其能够有效的抑制低电势差异和传输网络的共模电压噪声干扰。
下图5给出了差分线驱动输出接口的通信距离和波特率的关系。
图5
数据传输采用RS422接口，通信速率最大可达10MB/s，通信距离可达1200m。同时还可组建多支线网络，允许每支线一个驱动器主站和最多10个从站接收器。这种接口在反向通道不使用的情况下，也可用来替代TTL接口。下表给出了RS422接口的技术特性。
技术指标RS422
工作模式差分
单网络支线允许节点数主站驱动器1/从站接收器10
最大通信距离1200m
最大通信速率（12m~1200m）10MB/s-100KB/s
驱动器最大输出电压-0.25V to +6V
驱动器输出信号电平(最小值) 带负载+/-2.0V
驱动器输出信号电平(最大值) 无负载+/-6V
驱动器负载阻抗（欧姆）100
驱动器高阻态最大电流供电无量值
驱动器高阻态最大电流断电+/-100uA
接收器输入电压-10V ~+10V
接收器输入灵敏度+/-200mV
接收器输入阻抗（欧姆）>4k
什么是集电极开路输出？？
1.14 什么是集电极开路输出
NPN集电极开路输出，其NPN晶体管的集电极悬置，用于连接外围接收电路，射极一般连接于电源地（0V或者-Ve），基极连接控制信号电压，当基极On的时候，集电极对地导通。该输出形式用于将小电流或电压转换为大电流或电压，和上拉电阻配合使用，将接收端的正电压导通至电源地，驱动控制器节点、二极管以及继电器等。
PNP集电极开路输出，分析类似。
什么是图腾柱输出？？
1.15 什么是图腾柱输出
图腾柱输出，本质上和推挽式输出无大区别，但该术语主要应用于TTL设备。其与推挽式输出的主要区别表现在其可提供或吸收的电流较小。另一个区别为，图腾柱输出仅可输出5V电平信号，而推挽式输出的信号电平为供电电压大小。
什么是推挽式输出？？
1.16 什么是推挽式输出
推挽式输出是PNP和NPN输出的复合体，其可随意连接吸收型或源型输入回路。这种输出电流可提供或吸收更多的电流以及提供和供电电压相同的信号电平。当反向通道不用的时候，集电极开路接口可以使用推挽式输出替代。
什么是吸收型输入和源型输入？？
1.17 什么是吸收型输入和源型输入
吸收型和源型输入的界定在于电流流入晶体管的电流方向。这意味着谁提供电压和负载的问题。如图6，吸收型输入，外围电路提供电压源和负载，和输入电路形成回路后，电流流向输入电流，并最终返回电源地。图7源型输入，放在外围负载电路前，为其提供电压源和电流流入。关于吸收型输出和源型输出，类同。
图6图7
1.18 什么是正交信号输出什么是正交信号输出？？
正交输出是指信号通道A 和B 的脉冲序列存在90度相位差，根据编码器轴的旋转方向不同，A 信号相位领先于B ，或者相反。
1.19 正交输出和4倍频倍频什么什么什么关系关系关系？？
正交输出（图8）是为了描述各通道信号的相互相位关系。当A 通道和B 通道的脉冲序列相位差为90度时，我们称其为正交。
图8
4倍频是为了描述控制器如何解析其接收到的编码器脉冲信号的方法。即为，其通过鉴别A 和B 各通道脉冲信号的上升沿和下降沿，并分别在相应位置自生成以单独脉冲。请注意，该功能完全由控制器完成，而不是有编码器完成，编码器仅需提供正交信号即可。
图 9
这意味着，你购买了一款120脉冲每圈的正交输出编码器，并不是说编码器本身会给你每圈提供480脉冲，而是由你的控制器来完成4倍频工作。
1.20 反向通道和B 有何用处有何用处？？
反向通道、B 是相对于A 、B 而言的。例如，当A 通道脉冲为高电平时，A 为低电平，反之亦然。使用反向通道，主要是为了抑制噪声干扰。当专用信号接收模块同时接收到A 和A 信
号时，其将首先比对两信号，消除共模干扰信号，得到无干扰信号。其他反向通道如此类似。这种输出形式，称为差分输出。
1.21 什么是参考脉冲什么是参考脉冲？？
参考脉冲，是增量式编码器中的一个绝对参考位置，或称为原点，用来鉴别编码器码盘正好旋转了一圈。
1.22 为何需要使用上拉电阻为何需要使用上拉电阻？？
上拉电阻，用来提升信号逻辑高电平达到正常的工作电压水平。一般用在集电极开路输出或者由于噪声原因，提升为达到正常逻辑高电平的信号电压为正常值。
1.23 更换编码器必须断电停机吗更换编码器必须断电停机吗？？
必须。否则，如果供电意外短路或者接地，将有可能损毁编码器。
连接到输出通道会造成什么后果？？
1.24 意外将24V DC连接到输出通道会造成什么后果
请务必注意，不要将24V DC连接到输出通道，其将可能彻底损毁编码器电子部件。图10展示了一该原因烧毁的编码器。
图10
编码器故障诊断需要什么检测设备？？
1.25 编码器故障诊断需要什么检测设备
示波器或专用编码器检测仪器。万用表也可用于基本诊断，检测供电状态和低频脉冲输出等。
更进一步的检测必须在专业人员的指导下，借助示波器完成。
等级？？
1.26 什么是IP等级
IP（Ingress Protection）防护等级系统是由IEC国际电工委员会所起草的，用来描述设备对灰尘和水的侵入可能界定的标准。等级划分具体如下：
2 绝对值编码器
2.1 什么是绝对值编码器?
绝对值编码器可理解为增量式编码器的升级改进。增量式编码器仅能检测位置的相对变动（根据这些值，可计算获得速度和加速度等），无法确定物体的绝对位置。绝对值编码器既能解决这一问题，反馈物体绝对位置。
这种编码器和增量式编码器一样，采用交替透光和不透光的栅格划分，但却从内到外含有多圈同心的这样的码道，形如掷标的圆靶。这些同心圆码道从内到外每层码道对应着二进制或者格雷码的一个数制位。一个12位分辨率的编码器，码盘上将有12圈码道。沿径向同时扫描这些码道，绝对值编码器将对360度角度内的任意位置给出唯一对应的二进制码或者格雷码。因为这些码值蚀刻于码盘，每次设备上电后即可立即读出，所以不必担心设备掉电后位置信息的丢失，绝对值编码器始终反馈出正确的位置。
绝对值编码器的分辨率采用“位”单位标示，倍加福编码器单圈分辨率一般介于12~16位。通常应用于，需要精确可靠位置反馈的机器设备。
2.2 绝对值编码器和增量式编码器的区别是什么
绝对值编码器和增量式编码器的区别是什么？？
绝对值编码器和增量式编码器的区别如下：
a. 增量式编码器在整个运动测量范围内始终重复的发送相同的脉冲信号。
b. 增量式编码器在每一机械位置反馈的信号不是唯一确定的。
c. 增量式编码器上电起始无法知道当前的确定位置，因为增量式编码器在每一位置反馈的信号不
是唯一对应的。
d. 绝对值编码器在一圈内任一位置反馈确定的一一对应的数字编码，例如二进制，而不是脉冲输
出。这点，当你需要确定一个绝对位置的时候，非常重要并且方便。
e. 因为绝对值编码器在每一位置均由唯一对应的编码值，这样如果设备掉电或者故障，确切的位
置值只要一上电即可获得，不会丢失。
绝对值编有哪些输出码制？？
2.3 绝对值编有哪些输出码制
绝对值编码器一般使用二进制码和格雷码两种码值。
二进制码：
二进制码（图11）是双态码值系统的经典码制，可以类似十进制码简单计算。但是这种码制属于多步码，从一个数字变换为相邻数字的时候，可能多位同时变化，例如从数字7到8，位0、
1、2同时变化。
图11
为了保证数据传输安全，必须保证码值一位一位的变化。接收控制器将根据条件判断，数据是否可靠，否则进行修复。
格雷码：
格雷码（图12）是一种单步码。
图12
仔细观察这种码的逐步变化，你将发现相邻数字的改变，仅一位变化。但这种码的计算，必须首先转换为二进制码才可以。在选用并行接口传送数据的时候，强烈推荐使用该码制传输。
什么是格雷码？？
2.4 什么是格雷码
格雷码是二进制码的一种变形。两者的区别表现在相邻数字的变化特征。格雷码在相邻数字间增减时仅有一位变化。如下图，格雷码序列按二进制直译为十进制的结果为0、1、3、2、6、7，而真实的二进制序列则为0、1、2、3、4、5。
格雷码主要用于防止相邻数据位间变换的错误。以带有两个高电平1的二进制数字序列为例，由于时钟或者电缆分布容抗的原因，0011变换为0100的过程中可能产生0111，但是格雷码不可能发生这种后果。
2.5 如何转换格雷码为二进制码
如何转换格雷码为二进制码？？
格雷码转换为二进制码的步骤如下:
1 将格雷码最高位不变，直接放在二进制的最高位
2 将右图加亮显示的数据位，即二进制高位和格雷码次高位，
相加，去掉进位，填写在二进制的次高位。
3 重复以上步骤2，直至完成转换。
什么是单圈绝对值编码器？？
2.6 什么是单圈绝对值编码器
以16位单圈绝对值编码器为例，一圈360°将被等分为65536步(216)，你将对某一具体轴位获得0~65535的唯一数字对应。当编码器旋转超过一圈后，数值重复，编码器不会对旋转的圈数进行计数反馈。
2.7 什么是多圈编码器
什么是多圈编码器？？
多圈编码器，除了带有和单圈编码器一样的码盘为，还额外的有一套齿轮机构。这一齿轮机构通过变比因子，可以记录编码器旋转的圈数信息。最大可达16384圈，14位。
因此，单圈分辨率16位加上多圈分辨率14位，总分辨率可达30位（1,073,741,824步）。此多达十亿步的测量范围，十分有利于将超长的测量范围划分为足够小的测量单位，例如度量地球的圆周长，精度可达3cm每步。
3 NAMUR本安型编码器
为何需要它？？
3.1 什么是NAMUR 本安型编码器
本安型编码器，，为何需要它
本质安全(Intrinsically safe) 是为了描述在规定条件(包括正常工作和规定的故障条件)下产生的任何电火花或任何热效应均不能点燃规定的爆炸性气体环境的设备电路。本质安全的布线及端子可任意在各分类/组别的危险区域而不需要包括隔爆在内的额外防护。
本安型编码器主要应用于爆炸起火危险区域，例如汽油、细锯末、化工等易燃物质场合。这种编码器，即使短路或存在电压尖峰，也不会产生火花威胁到你的系统安全。
本安型编码器可以应用于石油精炼厂吗？？
3.2 本安型编码器可以应用于石油精炼厂吗
可以。但你还必须配套使用一套隔离栅设备，否则无法使用。要么，就直接使用隔爆型编码器。
什么是隔离栅或者隔离器
3.3 什么是隔离栅
或者隔离器？？
或者隔离器
隔离栅设备用于保护传感器免受电压尖峰和短路的影响。该设备通常含有一个齐纳二极管和一个保险管。当电压尖峰或短路发生，只会损毁保险管，而不会危及到传感器，以保证你的系统免受起火危险。和传感器置于危险现场环境不同，隔离栅必须安装在非危险区域，并必须可靠接地。
隔离器，和隔离栅具有相同的功能，主要用于信号的电隔离。这种设备无须考虑接地，安装简单可靠。例如在沙漠环境，很难找到一个合适的接地点，隔离器是一个比较好的选择。同隔离栅设备一样，隔离器必须安装在非危险区域。
强烈建议，在使用隔离栅的时候，保证可靠稳定的供电和接地系统，否则将增大编码器损坏的风险。如果你的隔离栅的保险管经常性的烧坏，请注意及时检查你的供电系统和接地系统，这表明其中存在问题。如果不是隔离栅的原因，其十分可能造成你的工厂付之一烛。
两者有什么区别？？
3.4 电器设备分类IIB 和IIC两者有什么区别
两者均表示电器设备为II类，即除煤矿外的其他爆炸性气体环境用电气设备。B和C又是II类设备按爆炸性气体特性的进一步分类标识。IIB为一般工业防爆应用环境，IIC分类则对应更多的危险气体表现安全。倍加福IIC类别的4~20mA和Namur本安设备，可常规用于近海石油开采。
3.5 什么是0区？
危险场所，根据爆炸性气体环境出现的频率和持续时间分为以下区域:
0区爆炸性气体环境连续出现或长时间存在的场所。
1区在正常运行时，可能出现爆炸性气体环境的场所。
2区在正常运行时，不可能出现爆炸性气体环境，如果出现也是偶尔发生并且仅是短时间存在的场合。
危险场所，根据可燃性粉尘空气混合物出现的频率和持续时间及粉尘层厚度进行的分类
20 区在正常运行过程中可燃性粉尘连续出现或经常出现,其数量足以形成可燃性粉尘与
空气混合物和可能形成无法控制和极厚的粉尘层的场所及容器内部。
21 区
在正常运行过程中可能出现粉尘数量足以形成可燃性粉尘与空气混合物但未划入20 区的场所。该区域包括与充入或排放粉尘点直接相邻的场所出现粉尘层和正常操作情况下可能产生可燃浓度的可燃性粉尘与空气混合物的场所
22 区
在异常条件下可燃性粉尘云偶尔出现并且只是短时间存在或可燃性粉尘偶尔出现堆积或可能存在粉尘层并且产生可燃性粉尘空气混合物的场所。如果不能保证排除可燃性粉尘堆积或粉尘层时则应划分为21 区。
3.6 如果不便使用隔离栅如果不便使用隔离栅，，有其它有其它选择选择选择方案吗方案吗方案吗？？
你可以考虑使用隔爆型编码器，其外壳含有一个熄火通道，火花不可能从设备内部溢出。防爆级别EX d IIC ， 1区防爆。
3.7 隔爆型编码器比较便宜吗隔爆型编码器比较便宜吗？？
不一定。隔爆型编码器由于采用不锈钢或铝外壳密封，价格非常昂贵。但如果你使用隔离栅存在问题，其将是一个不错的选择。和普通编码器一样，设备即插即用，电子元器件完全密封于安全罩壳内，不需要关心最大电压和电流（至少对于编码器，因为编码器的供电电压和工作电流永不会超过40V 和200mA ），非常方便。
光电编码器分类及作用
光电编码器分类及作用 光电编码器是一种通过光电转换将输出轴的机械几何位移量转换为脉冲或数字量的传感器，主要由光源、码盘、光学系统及电路4部分组成， 光电编码器主要有增量式编码器、绝对式编码器、混合式绝对值编码器、旋转变压器、正余弦伺服电机编码器等，其中增量式编码器、绝对式编码器、混合式绝对值编码器属于数字量编码器，旋转变压器、正余弦伺服电机编码器属于模拟量编码器． 一、增量式编码器 增量式编码器可以将位移转换成周期性的电信号，再把这个电信号转变成计数脉冲，通过计数设备来知道其位置．增量式光电编码器的特点是每产生一个输出脉冲信号就对应于一个增量位移，但是不能通过输出脉冲区别出在哪个位置上的增量。它能够产生与位移增量等值的脉冲信号，其作用是提供一种对连续位移量离散化或增量化以及位移变化（速度）的传感方法，它是相对于某个基准点的相对位置增量，不能够直接检测出轴的绝对位置信息。一般来说，增量式光电编码器输出A、B 两相互差90°电度角的脉冲信号（即所谓的两组正交输出信号），从而可方便地判断出旋转方向。同时还有用作参考零位的Z 相标志（指示）脉冲信号，码盘每旋转一周，只发出一个标志
信号。标志脉冲通常用来指示机械位置或对积累量清零。 二、绝对式编码器 绝对式编码器每一个位置对应一个确定的数字码，因此它的示值只与测量的起始和终止位置有关，而与测量的中间过程无关。其位置是由输出代码的读数确定的。当电源断开时，绝对型编码器并不与实际的位置分离。重新上电时，位置读数仍是当前的。绝对编码器能够直接进行数字量大的输出，在码盘上会有若干的码道，码道数就是二进制位数。在每条码道上都会由透光与不透光的扇形区域组成，通过采用光电传感器对信号进行采集。在码盘两侧分别设置有光源和光敏元件，这样光敏元件则能够根据是否接受到光信号进行电平的转换，输出二进制数。并且在不同位置输出不同的数字码。从而可以检测绝对位置。但是分辨率是由二进制的位数来决定的，也就是说精度取决于位数。优点：可以直接读出角度坐标的绝对值，没有累积误差，电源切除后位置信息不会丢失。编码器的抗干扰特性、数据的可靠性大大提高了。 三、混合式绝对值编码器 混合式绝对值编码器，它输出两组信息：一组信息用于检测磁极位置，带有绝对信息功能；另一组则完全同增量式编码器的输出信息。 四、旋转变压器 旋转变压器简称旋变，是一种可变耦合原理工作的交流控制电机。它的副方（次级）输出电压与转子转角呈确定的函数关系。由经过特殊电磁设计的高性能硅钢叠片和漆包线构成的，相比于采用光电
编码器工作原理汇总
编码器的工作原理及作用：它是一种将旋转位移转换成一串数字脉冲信号的旋转式传感器，这些脉冲能用来控制角位移，如果编码器与齿轮条或螺旋丝杠结合在一起，也可用于测量直线位移。 编码器产生电信号后由数控制置CNC、可编程逻辑控制器PLC、控制系统等来处理。这些传感器主要应用在下列方面：机床、材料加工、电动机反馈系统以及测量和控制设备。在ELTRA编码器中角位移的转换采用了光电扫描原理。读数系统是基于径向分度盘的旋转，该分度由交替的透光窗口和不透光窗口构成的。此系统全部用一个红外光源垂直照射，这样光就把盘子上的图像投射到接收器表面上，该接收器覆盖着一层光栅，称为准直仪，它具有和光盘相同的窗口。接收器的工作是感受光盘转动所产生的光变化，然后将光变化转换成相应的电变化。一般地，旋转编码器也能得到一个速度信号，这个信号要反馈给变频器，从而调节变频器的输出数据。故障现象：1、旋转编码器坏（无输出）时，变频器不能正常工作，变得运行速度很慢，而且一会儿变频器保护，显示“PG断开”...联合动作才能起作用。要使电信号上升到较高电平，并产生没有任何干扰的方波脉冲，这就必须用电子电路来处理。编码器pg接线与参数矢量变频器与编码器pg之间的连接方式,必须与编码器pg的型号相对应。一般而言,编码器pg型号分差动输出、集电极开路输出和推挽输出三种,其信号的传递方式必须考虑到变频器pg卡的接口,因此选择合适的pg卡型号或者设置合理. 编码器一般分为增量型与绝对型，它们存着最大的区别：在增量编码器的情况下，位置是从零位标记开始计算的脉冲数量确定的，而绝对型编码器的位置是由输出代码的读数确定的。在一圈里，每个位置的输出代码的读数是唯一的；因此，当电源断开时，绝对型编码器并不与实际的位置分离。如果电源再次接通，那么位置读数仍是当前的，有效的；不像增量编码器那样，必须去寻找零位标记。 现在编码器的厂家生产的系列都很全，一般都是专用的，如电梯专用型编码器、机床专用编码器、伺服电机专用型编码器等，并且编码器都是智能型的，有各种并行接口可以与其它设备通讯。 编码器是把角位移或直线位移转换成电信号的一种装置。前者成为码盘，后者称码尺．按照读出方式编码器可以分为接触式和非接触式两种．接触式采用电刷输出，一电刷接触导电区或绝缘区来表示代码的状态是“１”还是“０”；非接触式的接受敏感元件是光敏元件或磁敏元件，采用光敏元件时以透光区和不透光区来表示代码的状态是“１”还是“０”。 按照工作原理编码器可分为增量式和绝对式两类。增量式编码器是将位移转换成周期性的电信号，再把这个电信号转变成计数脉冲，用脉冲的个数表示位移的大小。绝对式编码器的每一个位置对应一个确定的数字码，因此它的示值只与测量的起始和终止位置有关，而与测量的中间过程无关。 旋转增量式编码器以转动时输出脉冲，通过计数设备来知道其位置，当编码器不动或停电时，依靠计数设备的内部记忆来记住位置。这样，当停电后，编码器不能有任何的移动，当来电工作时，编码器输出脉冲过程中，也不能有干扰而丢失脉冲，不然，计数设备记忆的零点就会偏移，而且这种偏移的量是无从知道的，只有错误的生产结果出现后才能知道。解决的方法是增加参考点，编码器每经过参考点，将参考位置修正进计数设备的记忆位置。在参考点以前，是不能保证位置的准确性的。为此，在工控中就有每次操作先找参考点，开机找零等方法。这样的编码器是由码盘的机械位置决定的，它不受停电、干扰的影响。 绝对编码器由机械位置决定的每个位置的唯一性，它无需记忆，无需找参考点，而且不用一直计数，什么时候需要知道位置，什么时候就去读取它的位置。这样，编码器的抗干扰特性、数据的可靠性大大提高了。 由于绝对编码器在定位方面明显地优于增量式编码器，已经越来越多地应用于工控定位中。绝对型编码器因其高精度，输出位数较多，如仍用并行输出，其每一位输出信号必须确保连接很好，对于较复杂工况还要隔离，连接电缆芯数多，由此带来诸多不便和降低可靠性，
编码器工作原理及作用
编码器工作原理及作用-标准化文件发布号：（9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
编码器工作原理及作用 工作原理 德国siko编码器 由一个中心有轴的光电码盘，其上有环形通、暗的刻线，有光电发射和接收器件读取,获得四组正弦波信号组合成A、B、C、D,每个正弦波相差90度相位差（相对于一个周波为360度），将C、D信号反向，叠加在A、B两相上，可增强稳定信号；另每转输出一个Z相脉冲以代表零位参考位。 由于A、B两相相差90度，可通过比较A相在前还是B相在前，以判别编码器的正转与反转，通过零位脉冲，可获得编码器的零位参考位。编码器码盘的材料有玻璃、金属、塑料，玻璃码盘是在玻璃上沉积很薄的刻线，其热稳定性好，精度高，金属码盘直接以通和不通刻线，不易碎，但由于金属有一定的厚度，精度就有限制，其热稳定性就要比玻璃的差一个数量级，塑料码盘是经济型的，其成本低，但精度、热稳定性、寿命均要差一些。 分辨率—编码器以每旋转360度提供多少的通或暗刻线称为分辨率，也称解析分度、或直接称多少线，一般在每转分度5~10000线。 作用 它是一种将旋转位移转换成一串数字脉冲信号的旋转式传感器，这些脉冲能用来控制角位移，如果编码器与齿轮条或螺旋丝杠结合在一起，也可用于测量直线位移。 编码器产生电信号后由数控制置CNC、可编程逻辑控制器PLC、控制系统等来处理。这些传感器主要应用在下列方面：机床、材料加工、电动机反馈系统以及测量和控制设备。在ELTRA编码器中角位移的转换采用了光电扫描原理。读数系统是基于径向分度盘的旋转，该分度由交替的透光窗口和不透光窗口构成的。此系统全部用一个红外光源垂直照射，这样光就把盘子上的图像投射到接收器表面上，该接收器覆盖着一层光栅，称为准直仪，它具有和光盘相同的窗口。接收器的工作是感受光盘转动所产生的光变化，然后将光变化转换成相应的电变化。一般地，旋转编码器也能得到一个速度信
编码器基础知识大全
编码器 科技名词定义 中文名称： 编码器 英文名称： coder;encoder 定义： 一种按照给定的代码产生信息表达形式的器件。 应用学科： 通信科技（一级学科）；通信原理与基本技术（二级学科）以上内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布 编码器 编码器（encoder）是将信号（如比特流）或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备。编码器把角位移或直线位移转换成电信号，前者称为码盘，后者称为码尺．按照读出方式编码器可以分为接触式和非接触式两种．接触式采用电刷输出，一电
刷接触导电区或绝缘区来表示代码的状态是"1”还是“0”；非接触式的接受敏感元件是光敏元件或磁敏元件，采用光敏元件时以透光区和不透光区来表示代码的状态是"1”还是"0”，通过"1”和“0”的二进制编码来将采集来的物理信号转换为机器码可读取的电信号用以通讯、传输和储存。 作用 设计图纸 利用电磁感应原理将两个平面型绕组之间的相对位移转换成电信号的测量元件，用于长度测量工具。感应同步器（俗称编码器、光栅尺）分为直线式和旋转式两类。前者由定尺和滑尺组成，用于直线位移测量；后者由定子和转子组成，用于角位移测量。1957年美国的R.W.特利普等在美国取得感应同步器的专利，原名是位置测量变压器，感应同步器是它的商品名称，初期用于雷达天线的定位和自动跟踪、导弹的导向等。在机械制造中，感应同步器常用于数字控制机床、加工中心等的定位反馈系统中和坐标测量机、镗床等的测量数字显示系统中。它对环境条件要求较低，能在有少量粉尘、油雾的环境下正常工作。定尺上的连续绕组
的周期为2毫米。滑尺上有两个绕组，其周期与定尺上的相同，但相互错开1/4周期(电相位差90°)。感应同步器的工作方式有鉴相型和鉴幅型的两种。前者是把两个相位差90°、频率和幅值相同的交流电压U1 和U2分别输入滑尺上的两个绕组，按照电磁感应原理，定尺上的绕组会产生感应电势U。如滑尺相对定尺移动，则U的相位相应变化，经放大后与U1和U2比相、细分、计数，即可得出滑尺的位移量。在鉴幅型中，输入滑尺绕组的是频率、相位相同而幅值不同的交流电压，根据输入和输出电压的幅值变化，也可得出滑尺的位移量。由感应同步器和放大、整形、比相、细分、计数、显示等电子部分组成的系统称为感应同步器测量系统。它的测长精确度可达3微米/1000毫米，测角精度可达1″/360°。 分类 按照工作原理编码器可分为增量式和绝对式两类。 增量式 增量式编码器是将位移转换成周期性的电信号，再把这个电信号转变成计数脉冲，用脉冲的个数表示位移的大小。 绝对式
绝对式光电编码器基本构造及特点
绝对式光电编码器基本构造及特点 用增量式光电编码器有可能由于外界的干扰产生计数错误，并且在停电或故障停车后无 法找到事故前执行部件的正确位置。采用绝对式光电编码器可以避免上述缺点。绝对式光电编码器的基本原理及组成部件与增量式光电编码器基本相同，也是由光源、码盘、检测光栅、光电检测器件和转换电路组成。与增量式光电编码器不同的是，绝对式光电编码器用不同的数码来分别指示每个不同的增量位置，它是一种直接输出数字量的传感器。在它的圆形码盘上沿径向有若干同心码道，每条上由透光和不透光的扇形区相间组成，相邻码道的扇区数目是双倍关系，码盘上的码道数就是它的二进制数码的位数，在码盘的一侧是光源，另一侧对应每一码道有一光敏元件；当码盘处于不同位置时，各光敏元件根据受光照与否转换出相应的电平信号，形成二进制数。这种编码器的特点是不要计数器，在转轴的任意位置都可读出一个固定的与位置相对应的数字码。显然，码道越多，分辨率就越高，对于一个具有N 位 二进制分辨率的编码器，其码盘必须有N 条码道。绝对式光电编码器原理如图1-8 所示。 绝对式光电编码器是利用自然二进制、循环二进制（格雷码）、二-十进制等方式进行光 电转换的。绝对式光电编码器与增量式光电编码器不同之处在于圆盘上透光、不透光的线条图形，绝对光电编码器可有若干编码，根据读出码盘上的编码，检测绝对位置。它的特点是：可以直接读出角度坐标的绝对值；没有累积误差；电源切除后位置信息不会丢失；编码器的精度取决于位数；最高运转速度比增量式光电编码器高。 图1-8 绝对式光电编码器原理 1.3.2 码制与码盘 绝对式光电编码器的码盘按照其所用的码制可以分为：二进制码、循环码（格雷码）、 十进制码、六十进制码（度、分、秒进制）码盘等。四位二元码盘（二进制、格雷码）如图1-9 所示。图中黑、白色分别表示透光、不透光区域。
编码器的工作原理及分类
编码器的工作原理及分类 编码器的工作原理及作用：它是一种将旋转位移转换成一串数字脉冲信号的旋转式传感器，这些脉冲能用来控制角位移，如果编码器与齿轮条或螺旋丝杠结合在一起，也可用于测量直线位移。 编码器产生电信号后由数控制置CNC、可编程逻辑控制器PLC、控制系统等来处理。这些传感器主要应用在下列方面：机床、材料加工、电动机反馈系统以及测量和控制设备。在ELTRA编码器中角位移的转换采用了光电扫描原理。读数系统是基于径向分度盘的旋转，该分度由交替的透光窗口和不透光窗口构成的。此系统全部用一个红外光源垂直照射，这样光就把盘子上的图像投射到接收器表面上，该接收器覆盖着一层光栅，称为准直仪，它具有和光盘相同的窗口。接收器的工作是感受光盘转动所产生的光变化，然后将光变化转换成相应的电变化。一般地，旋转编码器也能得到一个速度信号，这个信号要反馈给变频器，从而调节变频器的输出数据。 故障现象：旋转编码器坏（无输出）时，变频器不能正常工作，变得运行速度很慢，而且一会儿变频器保护，显示“PG断开”。。。联合动作才能起作用。要使电信号上升到较高电平，并产生没有任何干扰的方波脉冲，这就必须用电子电路来处理。编码器pg接线与参数矢量变频器与编码器pg之间的连接方式，必须与编码器pg的型号相对应。一般而言，编码器pg型号分差动输出、集电极开路输出和推挽输出三种，其信号的传递方式必须考虑到变频器pg卡的接口，因此选择合适的pg卡型号或者设置合理。 编码器一般分为增量型与绝对型，它们存着最大的区别：在增量编码器的情况下，位置是从零位标记开始计算的脉冲数量确定的，而绝对型编码器的位置是由输出代码的读数确定的。在一圈里，每个位置的输出代码的读数是唯一的；因此，当电源断开时，绝对型编码器并不与实际的位置分离。如果电源再次接通，那么位置读数仍是当前的，有效的；不像增量编码器那样，必须去寻找零位标记。 现在编码器的厂家生产的系列都很全，一般都是专用的，如电梯专用型编码器、机床专用
旋转变压器与编码器的区别
从原理上讲，旋转变压器是采用电磁感应原理工作，随着旋转变压器的转子和定子角位置不同，输出信号可以实现对输入正弦载波信号的相位变换和幅值调制，最终由专用的信号处理电路或者某些具备一定功能接口的DSP和单片机，根据输出信号的幅值和相位与正弦载波信号的关系，解析出转子和定子间的角位置关系。 旋转变压器有单对极和多对极之分，n对极的又被习惯地称为n倍速。在一个极对的角度范围内（单对极就是一整圈），旋转变压器信号经处理后的结果一般都具有反映绝对位置的特性，即可反映当前角位置是处于0～360度（电角度）中的多少度上。目前商用分辨率可以做到2的12次方以上，直至2的16次方，再高就比较困难了。 典型的旋转变压器本体由硅钢片和漆包线构成，不包含任何电子元件，因而抗震能力和温度特性极佳，因而其抗恶劣环境的工作能力远胜于普通旋转编码器，在军工产品中具有广泛应用。 典型的旋转编码器采用光栅原理，用光电方法进行角位置检测，又可分为增量式和绝对式等类型. 旋转变压器 简称旋变,是一种输出电压随转子转角变化的信号元件。当励磁绕组以一定频率的交流电压励磁时，输出绕组的电压幅值与转子转角成正余弦函数关系，或保持某一比例关系，或在一定转角范围内与转角成线性关系。 按励磁方式分，多摩川旋转变压器分BRT和BRX两种，BRT是单相励磁两相输出；BRX是双相励磁单相输出。用户往往选择BRT型的旋变，因为它易于解码。 有增量型和绝对型 增量型只是测角位移(间接为角速度)增量,以前一时刻为基点.而绝对型测从开始工作后角位移量. 增量型测小角度准,大角度有累积误差 绝对型测小角度相对不准,但大角度无累积误差 说简单点的编码器更精确采用的是脉冲计数旋转变压器就不是脉冲技术而是模拟量反馈 据我所知区别如下：1、编码器多是方波输出的，旋变是正余弦的，通过芯片解算出相位差。2、旋变的转速比较高，可以达到上万转，编码器就没那么高了。 3、旋变的应用环境温度是-55到+155，编码器是-10到+70。 4、旋变一般是增量的。根本区别在于：数字信号和模拟正弦或余弦信号的的区别。resolver 有2组信号，可以分别处理成增量信号和绝对值型号。今后会越来越多地得到推广使用。
光电编码器详解
光电编码器 光电编码器，是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。这是目前应用最多的传感器，光电编码器是由光栅盘和光电检测装置组成。根据检测原理，编码器可分为光学式、磁式、感应式和电容式。根据其刻度方法及信号输出形式，可分为增量式、绝对式以及混合式三种。绝对脉冲编码 器:APC 增量脉冲编码器:SPC 1.光电编码器原理 光电编码器，是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。这是目前应用最多的传感器，光电编码器是由光栅盘和光电检测装置组成。光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个长方形孔。由于光电码盘与电动机同轴，电动机旋转时，光栅盘与电动机同速旋转，经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号，其原理示意图如图1所示；通过计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机的转速。此外，为判断旋转方向，码盘还可提供相位相差90°的脉冲信号。 1.1 增量式编码器 增量式编码器是直接利用光电转换原理输出三组方波脉冲A、B和Z相；A、B两组脉冲相位差90，从而可方便地判断出旋转方向，而Z相为每转一个脉冲，用于基准点定位。 增量式光电编码器的特点是每产生一个输出脉冲信号就对应于一个增量位移，但是不能通过输出脉冲区别出在哪个位置上的增量。它能够产生与位移增量等值的脉冲信号，其作用是提供一种对连续位移量离散化或增量化以及位移变化（速度）的传感方法，它是相对于某个基准点的相对位置增量，不能够直接检测出轴的绝对位置信息。一般来说，增量式光电编码器输出A、B两相互差 90度角的脉冲信号（即所谓的两组正交输出信号），从而可方便地判断出旋转方向。同时还有用作参考零位的Z相标志（指示）脉冲信号，码盘每旋转一周，只发出一个标志信号。标志脉冲通常用来指示机械位置或对积累量清零。 增量式光电编码器主要由光源、码盘、检测光栅、光电检测器件和转换电路组成。码盘上刻有节距相等的辐射状透光缝隙，相邻两个透光缝隙之间代表一个增量周期；检测光栅上刻有A、B两组与码盘相对应的透光缝隙，用以通过或阻挡光源和光电检测器件之间的光线。它们的节距和码盘上的节距相等，并且两组透光缝隙错开1/4节距，使得光电检测器件输出的信号在相位上相差电度角。当码盘随着被测转轴转动时，检测光栅不动，光线透过码盘和检测光栅上的透过缝隙照射到光电检测器件上，光电检测器件就输出两组相位相差电度角的近似于正弦波的电信号，电信号经过转换电路的信号处理，可以得到被测轴的转角或速度信息。 增量式光电编码器的优点是：原理构造简单、易于实现；机械平均寿命长，可达到几万小时以上；分辨率高；抗干
主轴编码器
主轴编码器 ?主轴编码器应用于在数控车床车螺纹时，是利用其同步脉冲作为车刀进刀点和退刀点的控制信号,从而保证车削螺纹不会乱扣。它主要用于测量主轴的旋转速度，安装在主轴上来对元件进行检测。 目录 ?主轴编码器的作用 ?主轴编码器的原理 ?主轴编码器的安装 主轴编码器的作用 ?主轴编码器采用和主轴同步的光电脉冲发生器，通过中间轴上的齿轮1:1地同步传动。数控车床主轴的转动和进给运动之间，没有机械方面的直接联系，为了加工螺纹，就要求给定进给伺服电动机的脉冲数和主轴的转速应有相对应的关系，主轴脉冲发生器起到了对主轴转动和进给运动的联系作用。 主轴编码器的原理 ?如下图，在漏光盘上，沿圆周刻有两圈条纹，外圈为圆周等分线条，例如：1024条，作为发送脉冲用，内圈仅1条。在光栏上，刻有透光条纹A、B、C，A和B之间的距离应保证当条纹A和漏光盘上任一条纹重合时，条纹B应和漏光盘上另一条纹的重合度错位1/4周期。在光栏的每一条纹的后面均安置光敏三极管一只，构成一条输出通道。 光源发光→经过聚光镜聚光后成为平行光线→漏光盘和主轴同步旋转→漏光盘上的条纹和光栏上的条纹出现重合和错位→光敏接收信号并通过计数装置计数→反映主轴转速。 光源发出的散射光线经过聚光镜聚光后成为平行光线，当漏光盘和主轴同步旋转时，由于漏光盘上的条纹和光栏上的条纹出现重合和错位，使光敏管受到光
线亮、暗的变化，引起光敏管内电流大小发生变化，变化的信号电流经整流放大电路输出矩形脉冲。由于条纹A和漏光盘条纹重合时，条纹B和另一条纹错位1/4周期，因此A、B两通道输出的波形相位也相差1/4周期。 主轴编码器中漏光盘内圈的一条刻线和光栏上条纹C重合时输出的脉冲为同步（起步，又称零位）脉冲。利用同步脉冲，数控车床可实现加工控制，也可作为主轴准停装置的准停信号。数控车床车螺纹时，利用同步脉冲作为车刀进刀点和退刀点的控制信号，以保证车削螺纹不会乱扣。 主轴编码器的安装 因为原车床没有安装主轴编码器，为寻找安装主轴编码器的位置，对该车床主轴结构分析发现，只有主轴后端才能安装编码器。由此有两种安装方法：一种是将大齿轮固定在皮带轮上，小齿轮和编码器固定在一起，安装在支座上。另一种方法是将编码器通过联轴器直接和主轴后端相联接，编码器支架安装在主轴后端防护盖上。 而第二种方法相对来说比较好。为保证编码器的安装可靠性、稳定性和安装精度，在主轴后端防护盖3和主轴之间用螺栓联接固定在一起，并采用两个定位销保证重复安装的进度。
编码器工作原理
编码器工作原理 Prepared on 22 November 2020
的工作原理及作用：它是一种将旋转位移转换成一串数字脉冲信号的旋转式，这些脉冲能用来控制角位移，如果编码器与齿轮条或螺旋丝杠结合在一起，也可用于测量直线位移。 编码器产生电信号后由数控制置CNC、可编程逻辑控制器、等来处理。这些传感器主要应用在下列方面：机床、材料加工、电动机反馈系统以及测量和控制设备。在ELTRA编码器中角位移的转换采用了光电扫描原理。读数系统是基于径向分度盘的旋转，该分度由交替的透光窗口和不透光窗口构成的。此系统全部用一个红外垂直照射，这样光就把盘子上的图像投射到接收器表面上，该接收器覆盖着一层，称为准直仪，它具有和光盘相同的窗口。接收器的工作是感受光盘转动所产生的光变化，然后将光变化转换成相应的电变化。一般地，也能得到一个速度信号，这个信号要反馈给器，从而调节的输出数据。故障现象： 1、旋转编码器坏（无输出）时，变频器不能正常工作，变得运行速度很慢，而且一会儿变频器保护，显示“PG断开”...联合动作才能起作用。要使电信号上升到较高电平，并产生没有任何干扰的方波脉冲，这就必须用电路来处理。编码器pg接线与参数与编码器pg之间的连接方式,必须与编码器pg的型号相对应。一般而言,编码器pg型号分差动输出、集电极开路输出和推挽输出三种,其信号的传递方式必须考虑到变频器pg卡的,因此选择合适的pg卡型号或者设置合理. 编码器一般分为增量型与绝对型，它们存着最大的区别：在的情况下，位置是从零位标记开始计算的脉冲数量确定的，而绝对型编码器的位置是由输出代码的读数确定的。在一圈里，每个位置的输出代码的读数是唯一的；因此，当断开时，绝对型编码器并不与实际的位置分离。如果电源再次接通，那么位置读数仍是当前的，有效的；不像增量编码器那样，必须去寻找零位标记。 现在编码器的厂家生产的系列都很全，一般都是专用的，如电梯专用型编码器、机床专用编码器、专用型编码器等，并且编码器都是智能型的，有各种并行接口可以与其它设备通讯。 编码器是把角位移或直线位移转换成电信号的一种装置。前者成为码盘，后者称码尺．按照读出方式编码器可以分为接触式和非接触式两种．接触式采用电刷输出，一电刷接触导电区或绝缘区来表示代码的状态是“１”还是“０”；非接触式的接受敏感元件是光敏元件或磁敏元件，采用光敏元件时以透光区和不透光区来表示代码的状态是“１”还是“０”。 按照工作原理编码器可分为增量式和绝对式两类。是将位移转换成周期性的电信号，再把这个电信号转变成计数脉冲，用脉冲的个数表示位移的大小。的每一个位置对应一个确定的数字码，因此它的示值只与测量的起始和终止位置有关，而与测量的中间过程无关。 旋转增量式编码器以转动时输出脉冲，通过计数设备来知道其位置，当编码器不动或停电时，依靠计数设备的内部记忆来记住位置。这样，当停电后，编码器不能有任何的移动，当来电工作时，编码器输出脉冲过程中，也不能有干扰而丢失脉冲，不然，计数设备记忆的零点就会偏移，而且这种偏移的量是无从知道的，只有错误的生产结果出现后才能知道。解决的方法是增加参考点，编码器每经过参考点，将参考位置修正进计数设备的记忆位置。在参考点以前，是不能保证位置的准确性的。为此，在工控中就有每次操作先找参考点，开机找零等方法。这样的编码器是由码盘的机械位置决定的，它不受停电、干扰的影响。 绝对编码器由机械位置决定的每个位置的唯一性，它无需记忆，无需找参考点，而且不用一直计数，什么时候需要知道位置，什么时候就去读取它的位置。这样，编码器的抗干扰特性、数据的可靠性大大提高了。 由于绝对编码器在定位方面明显地优于增量式编码器，已经越来越多地应用于工控定位中。绝对型编码器因其高精度，输出位数较多，如仍用并行输出，其每一位输出信号必须确保连接很好，对于较复杂工况还要隔离，连接芯数多，由此带来诸多不便和降低可靠性，因此，绝对编码器在多位数输出型，一般均选用串行输出或型输出，德国生产的绝对型编码器串行输出最常用的是SSI （同步串行输出）。
倍加福编码器基础讲解
P+F Absolute Rotary Encoder通讯参数设置 型号
1、地址选择和终端电阻1.1站地址 1.2 终端电阻 2、信号和电源线的连接
3、安装GSD文件 GSD文件为电子设备数据库文件，是可读的ASCII码文件。不同厂家的PROFIBUS产品集成在一起，生产厂家必须以GSD文件方式提供这些产品的功能参数，例如I/O点数、诊断信息、传输速率、时间监视等。在Step 7 的SIMATIC 管理器中打开硬件组态工具HW Config ，安装GSD后，在右边的硬件目录PROFIBUS DP→Additional Field Devices→Encoders→ENCODER将会出现刚刚安装的P+F Rotary Encoder。其数据传输原理如图所示。 4、组态通讯参数
在Step 7硬件配置窗口中，双击P+F Rotary Encoder 图标，打开编码器（DP Slave）的参数设置窗口，如图所示。结合工程实际，在此窗口中进行参数设置： a、代码顺序（Code Sequence）：计数方向， CW（顺时针旋转，代码增加）,CCW （逆时针旋转，代码增加）; b、标定功能控制（Scaling function control）:只有设置成Enable ，下面 c、d和e的设置才会生效; c、单圈分辨率（Measuring units per revolution）:8192; d、测量范围高位（Total measuring range（units）hi）: 512; e、测量范围低位（Total measuring range（units）lo）: 0; f、其它参数采用默认值。 注：1、由c可以计算出编码器每圈产生（=8192）个二进制码，即单圈精度为13位。2、由d和e可以计算出编码器最大可以转（=512×65536+0）圈，即多圈精度为12位。 5、预置值 6、LED状态灯指示信息
绝对式光电编码器
绝对式光电编码器 （一)绝对式光电编码器的结构与原理 绝对式光电编码器的核心部件是编码祝．纳码盘内透叫区及不透明区组成。这些：透明区 反不透明K按定编码构成，编码盘L码道的条数就是数码的位数。阁13 [u(a)所不为—— 个4垃自然：：进制编码册的编码盘。钽电容长涂黑部分力个透明R，输：U为“117，则主白部分为透叨 K。输i11为“o”．它毛4条码道，对应诲一条码道有一个光电冗件木接收透过编码双的光线。当 编仍痞；与被测物转抽赵转动时．片采用n位编码盘．则能分辨的角度为： o——36()。／2” 自然二进制码虽然简单．但存在着使用上的问题．这是巾于团束转换点处位置不分叫而引 起的粗大娱差。例如，在出7转换到8的位量时光束要通过编码盘?)111利1000的交界处(或 称汉越区)。山1编悦捻的制造工艺和光敏元件女装的误差．有可能使汝数头的最内圈(而位) 定价值世上的光电几件比其余的超前或落后一点．这构导致可能出现两种极洲的读数值，即 1111和oooo，从而引起读数的粗大误差．这种误差是绝刘不能允许的。
为了避免这种误差．uJ采用格雷码(G，3y code)图案的编码投，表13 3结出丁格 箭码和 自然：：进制码的比较。山此表uJ以看出，格雷码具有代码从任何值转换到相邻值时字节各位 数户仅有一位发生状态变化的特点；闹自然二进制码则不同，代码经常有2—3位甚至4位数 值间N史化的情况。希迪电子这样，采用格雷码的方法即使发生前述的错移．由于它在迎位时相邻界面 团案的转换仅仅发小一个最小量化中仿(最小分辨率)的此变，因而不会产生粗大误差。这种 编码力法称作单位距离性码，是常采用的方菇。 绝对式光电编码器刘府每一条码道有——个光电元件，当码道处于不向角度时，经光电转换 的输出就呈现山不同的数码、如田13—10(b)所不。它的优点是没有触点磨损，因而允许转速 高．员外届缝隙宽度LJJ做得更小，所以精度也很高，其缺点是结构复杂、价格高、光源寿命短。 国内已有14他编码器的定型产品。
编码器输出形式.
1 编码器基础 1.1光电编码器 编码器是传感器的一种，主要用来检测机械运动的速度、位置、角度、距离和计数等，许多马达控制均需配备编码器以供马达控制器作为换相、速度及位置的检出等，应用范围相当广泛。按照不同的分类方法，编码器可以分为以下几种类型： 根据检测原理，可分为光学式、磁电式、感应式和电容式。 根据输出信号形式，可以分为模拟量编码器、数字量编码器。 根据编码器方式，分为增量式编码器、绝对式编码器和混合式编码器。 光电编码器是集光、机、电技术于一体的数字化传感器，主要利用光栅衍射的原理来实现位移——数字变换，通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。典型的光电编码器由码盘、检测光栅、光电转换电路（包括光源、光敏器件、信号转换电路）、机械部件等组成。光电编码器具有结构简单、精度高、寿命长等优点，广泛应用于精密定位、速度、长度、加速度、振动等方面。 这里我们主要介绍SIMATIC S7系列高速计数产品普遍支持的增量式编码器和绝对式编码器。 1.2增量式编码器 增量式编码器提供了一种对连续位移量离散化、增量化以及位移变化（速度）的传感方法。增量式编码器的特点是每产生一个输出脉冲信号就对应于一个增量位移，它能够产生与位移增量等值的脉冲信号。增量式编码器测量的是相对于某个基准点的相对位置增量，而不能够直接检测出绝对位置信息。 如图1-1所示，增量式编码器主要由光源、码盘、检测光栅、光电检测器件和转换电路组成。在码盘上刻有节距相等的辐射状透光缝隙，相邻两个透光缝隙之间代表一个增量周期。检测光栅上刻有A、B两组与码盘相对应的透光缝隙，用以通过或阻挡光源和光电检测器件之间的光线，它们的节距和码盘上的节距相等，并且两组透光缝隙错开1/4节距，使得光电检测器件输出的信号在相位上相差90°。当码盘随着被测转轴转动时，检测光栅不动，光线透过码盘和检测光栅上的透过缝隙照射到光电检测器件上，光电检测器件就输出两组相位相差90°的近似于正弦波的电信号，电信号经过转换电路的信号处理，就可以得到被测轴的转角或速度信息。
倍加福编码器工作原理及作用
德国P+F倍加福旋转编码器工作原理 P+F倍加福旋转编码器作用由一个中心有轴的光电码盘，其上有环形通、暗的刻线，有光电发射和接收器件读取,获得四组正弦波信号组合成A、B、C、D,每个正弦波相差90度相位差(相对于一个周波为360度)，将C、D信号反向，叠加在A、B两相上，可增强稳定信号；另每转输出一个Z相脉冲以代表零位参考位。 由于A、B两相相差90度，可通过比较A相在前还是B相在前，以判别编码器的正转与反转，通过零位脉冲，可获得编码器的零位参考位。 编码器码盘的材料有玻璃、金属、塑料，玻璃码盘是在玻璃上沉积很薄的刻线，其热稳定性好，精度高，金属码盘直接以通和不通刻线，不易碎，但由于金属有一定的厚度，精度就有限制，其热稳定性就要比玻璃的差一个数量级，塑料码盘是经济型的，其成本低，但精度、热稳定性、寿命均要差一些。 分辨率-编码器以每旋转360度提供多少的通或暗刻线称为分辨率，也称解析分度、或直接称多少线，一般在每转分度5~10000线。 信号输出: 信号输出有正弦波(电流或电压),方波(TTL、HTL),集电极开路(PNP、NPN),推拉式多种形式，其中TTL为长线差分驱动(对称A,A-;B,B-;Z,Z-),HTL也称推拉式、推挽式输出，编码器的信号接收设备接口应与编码器对应。 信号连接-编码器的脉冲信号一般连接计数器、PLC、计算机，PLC和计算机连接的模块有低速模块与高速模块之分，开关频率有低有高。 如单相联接，用于单方向计数，单方向测速。 A.B两相联接，用于正反向计数、判断正反向和测速。 A、B、Z三相联接，用于带参考位修正的位置测量。 A、A-， B、B-，Z、Z-连接，由于带有对称负信号的连接，电流对于电缆贡献的电磁场为0，衰减最小，抗干扰最佳，可传输较远的距离。 对于TTL的带有对称负信号输出的编码器，信号传输距离可达150米。
各种输出形式的旋转编码器与后续设备
各种输出形式的旋转编码器与后续设备（PLC、计数器等）接线分别怎么接？ ⑴与PLC连接，以CPM1A为例 ①NPN集电极开路输出 方法1：如下图所示 这种接线方式应用于当传感器的工作电压与PLC的输入电压不同时，取编码器晶体管部分，另外串入电源，以无电压形式接入PLC。但是需要注意的是，外接电源的电压必须在DC30V以下，开关容量每相35mA 以下，超过这个工作电压，则编码器内部可能会发生损坏。 具体接线方式如下：编码器的褐线接编码器工作电压正极，蓝线接编码器工作电压负极，输出线依次接入PLC的输入点，蓝线接外接电源负极，外接电源正极接入PLC的输入com端。 方法2：编码器的褐线接电源正极，输出线依次接入PLC的输入点，蓝线接电源负极，再从电源正极端拉根线接入PLC输入com端。 ②电压输出 接线方式如图所示： 具体接线方式如下：编码器的褐线接电源正极，输出线依次接入PLC 的输入点，蓝线接电源负极，再从电源正极端拉根线接入PLC输入com端。 不过需要注意的是，不能以下图方式接线。
③PNP集电极开路输出 接线方式如下图所示： 具体接线方式如下：编码器的褐线接工作电压正极，蓝线接工作电压负极，输出线依次接入PLC的输入com 端，再从电源负极端拉根线接入PLC的输入com端。 ④线性驱动输出 具体接线如下：输出线依次接入后续设备相应的输入点，褐线接工作电压的正极，蓝线接工作电压的负极。 ⑵与计数器连接，以H7CX（OMRON制）为例 H7CX输入信号分为无电压输入和电压输入。 ①无电压输入： 以无电压方式输入时，只接受NPN输出信号。 NPN集电极开路输出的接线方式如下：
编码器的作用
编码器 编码器是把角位移或直线位移转换成电信号的一种装置。前者称为码盘，后者称码尺．按照读出方式编码器可以分为接触式和非接触式两种．接触式采用电刷输出，一电刷接触导电区或绝缘区来表示代码的状态是“１”还是“０”；非接触式的接受敏感元件是光敏元件或磁敏元件，采用光敏元件时以透光区和不透光区来表示代码的状态是“１”还是“０”。 按照工作原理编码器可分为增量式 和绝对式两类。增量式编码器是将位 移转换成周期性的电信号，再把这个 电信号转变成计数脉冲，用脉冲的个 数表示位移的大小。绝对式编码器的 每一个位置对应一个确定的数字码， 因此它的示值只与测量的起始和终 止位置有关，而与测量的中间过程无 关。 从接近开关、光电开关到旋转编码器DEEGS编码器DG38S 工业控制中的定位，接近开关、光电开关的应用已经相当成熟了，而且很好用。可是，随着工控的不断发展，又有了新的要求，这样，选用旋转编码器的应用优点就突出了： 信息化：除了定位，控制室还可知道其具体位置； 柔性化：定位可以在控制室柔性调整； 现场安装的方便和安全、长寿：拳头大小的一个旋转编码器，可以测量从几个μ到几十几百米的距离，n个工位，只要解决一个旋转编码器的安全安装问题，可以避免诸多接近开关、光电开关在现场机械安装麻烦，容易被撞坏和遭高温、水气困扰等问题。由于是光电码盘，无机械损耗，只要安装位置准确，其使用寿命往往很长。 多功能化：除了定位，还可以远传当前位置，换算运动速度，对于变频器，步进电机等的应用尤为重要。 经济化：对于多个控制工位，只需一个旋转编码器的成本，以及更主要的安装、维护、损耗成本降低，使用寿命增长，其经济化逐渐突显出来。 如上所述优点，旋转编码器已经越来越广泛地被应用于各种工控场合。 从增量式编码器到绝对式编码器
主轴编码器的作用及工作原理
?主轴编码器应用于在数控车床车螺纹时，是利用其同步脉冲作为车刀进刀点和退刀点的控制信号,从而保证车削螺纹不会乱扣。它主要用于测量主轴的旋转速度，安装在主轴 上来对元件进行检测。 目录 ?主轴编码器的作用 ?主轴编码器的原理 ?主轴编码器的安装 主轴编码器的作用 ?主轴编码器采用与主轴同步的光电脉冲发生器，通过中间轴上的齿轮1:1地同步传动。数控车床主轴的转动与进给运动之间，没有机械方面的直接联系，为了加工螺纹，就要求给定进给伺服电动机的脉冲数与主轴的转速应有相对应的关系，主轴脉冲发生器起到了对主轴转动与进给运动的联系作用。 主轴编码器的原理 ?如下图，在漏光盘上，沿圆周刻有两圈条纹，外圈为圆周等分线条，例如：1024条，作为发送脉冲用，内圈仅1条。在光栏上，刻有透光条纹A、B、C，A与B之间的距离应保证当条纹A与漏光盘上任一条纹重合时，条纹B应与漏光盘上另一条纹的重合度错位1/4周期。在光栏的每一条纹的后面均安置光敏三极管一只，构成一条输出通道。 光源发光→经过聚光镜聚光后成为平行光线→漏光盘与主轴同步旋转→漏光盘上的条纹与光栏上的条纹出现重合和错位→光敏接收信号并通过计数装置计数→反映主轴转速。
光源发出的散射光线经过聚光镜聚光后成为平行光线，当漏光盘与主轴同步旋转时，由于漏光盘上的条纹与光栏上的条纹出现重合和错位，使光敏管受到光线亮、暗的变化，引起光敏管内电流大小发生变化，变化的信号电流经整流放大电路输出矩形脉冲。由于条纹A 与漏光盘条纹重合时，条纹B与另一条纹错位1/4周期，因此A、B两通道输出的波形相位也相差1/4周期。 主轴编码器中漏光盘内圈的一条刻线与光栏上条纹C重合时输出的脉冲为同步（起步，又称零位）脉冲。利用同步脉冲，数控车床可实现加工控制，也可作为主轴准停装置的准停信号。数控车床车螺纹时，利用同步脉冲作为车刀进刀点和退刀点的控制信号，以保证车削螺纹不会乱扣。 主轴编码器的安装 因为原车床没有安装主轴编码器，为寻找安装主轴编码器的位置，对该车床主轴结构分析发现，只有主轴后端才能安装编码器。由此有两种安装方法：一种是将大齿轮固定在皮带轮上，小齿轮与编码器固定在一起，安装在支座上。另一种方法是将编码器通过联轴器直接与主轴后端相联接，编码器支架安装在主轴后端防护盖上。 而第二种方法相对来说比较好。为保证编码器的安装可靠性、稳定性和安装精度，在主轴后端防护盖3与主轴之间用螺栓联接固定在一起，并采用两个定位销保证重复安装的进度。
编码器工作原理
的工作原理及作用：它是一种将旋转位移转换成一串数字脉冲信号的旋转式，这些脉冲能用来控制角位移，如果编码器与齿轮条或螺旋丝杠结合在一起，也可用于测量直线位移。 编码器产生电信号后由数控制置CNC、可编程逻辑控制器、等来处理。这些传感器主要应用在下列方面：机床、材料加工、电动机反馈系统以及测量和控制设备。在ELTRA编码器中角位移的转换采用了光电扫描原理。读数系统是基于径向分度盘的旋转，该分度由交替的透光窗口和不透光窗口构成的。此系统全部用一个红外垂直照射，这样光就把盘子上的图像投射到接收器表面上，该接收器覆盖着一层，称为准直仪，它具有和光盘相同的窗口。接收器的工作是感受光盘转动所产生的光变化，然后将光变化转换成相应的电变化。一般地，也能得到一个速度信号，这个信号要反馈给器，从而调节的输出数据。故障现象：1、旋转编码器坏（无输出）时，变频器不能正常工作，变得运行速度很慢，而且一会儿变频器保护，显示“PG断开”...联合动作才能起作用。要使电信号上升到较高电平，并产生没有任何干扰的方波脉冲，这就必须用电路来处理。编码器pg接线与参数与编码器pg之间的连接方式,必须与编码器pg的型号相对应。一般而言,编码器pg型号分差动输出、集电极开路输出和推挽输出三种,其信号的传递方式必须考虑到变频器pg卡的,因此选择合适的pg卡型号或者设置合理. 编码器一般分为增量型与绝对型，它们存着最大的区别：在的情况下，位置是从零位标记开始计算的脉冲数量确定的，而绝对型编码器的位置是由输出代码的读数确定的。在一圈里，每个位置的输出代码的读数是唯一的；因此，当断开时，绝对型编码器并不与实际的位置分离。如果电源再次接通，那么位置读数仍是当前的，有效的；不像增量编码器那样，必须去寻找零位标记。 现在编码器的厂家生产的系列都很全，一般都是专用的，如电梯专用型编码器、机床专用编码器、专用型编码器等，并且编码器都是智能型的，有各种并行接口可以与其它设备通讯。 编码器是把角位移或直线位移转换成电信号的一种装置。前者成为码盘，后者称码尺．按照读出方式编码器可以分为接触式和非接触式两种．接触式采用电刷输出，一电刷接触导电区或绝缘区来表示代码的状态是“１”还是“０”；非接触式的接受敏感元件是光敏元件或磁敏元件，采用光敏元件时以透光区和不透光区来表示代码的状态是“１”还是“０”。 按照工作原理编码器可分为增量式和绝对式两类。是将位移转换成周期性的电信号，再把这个电信号转变成计数脉冲，用脉冲的个数表示位移的大小。的每一个位置对应一个确定的数字码，因此它的示值只与测量的起始和终止位置有关，而与测量的中间过程无关。 旋转增量式编码器以转动时输出脉冲，通过计数设备来知道其位置，当编码器不动或停电时，依靠计数设备的内部记忆来记住位置。这样，当停电后，编码器不能有任何的移动，当来电工作时，编码器输出脉冲过程中，也不能有干扰而丢失脉冲，不然，计数设备记忆的零点就会偏移，而且这种偏移的量是无从知道的，只有错误的生产结果出现后才能知道。解决的方法是增加参考点，编码器每经过参考点，将参考位置修正进计数设备的记忆位置。在参考点以前，是不能保证位置的准确性的。为此，在工控中就有每次操作先找参考点，开机找零等方法。这样的编码器是由码盘的机械位置决定的，它不受停电、干扰的影响。 绝对编码器由机械位置决定的每个位置的唯一性，它无需记忆，无需找参考点，而且不用一直计数，什么时候需要知道位置，什么时候就去读取它的位置。这样，编码器的抗干扰特性、数据的可靠性大大提高了。 由于绝对编码器在定位方面明显地优于增量式编码器，已经越来越多地应用于工控定位中。绝对型编码器因其高精度，输出位数较多，如仍用并行输出，其每一位输出信号必须确保连接很好，对于较复杂工况还要隔离，连接芯数多，由此带来诸多不便和降低可靠性，因此，绝对编码器在多位数输出型，一般均选用串行输出或型输出，德国生产的绝对型编码器串行输出最常用的是SSI（同步串行输出）。