最近，公司的項(xiàng)目使用了編碼器

選擇的編碼器為360脈沖

為了便于一周發(fā)送360脈沖，當(dāng)然精度只有一次，但為了高精度，也可以選擇其他類型的

首先，簡(jiǎn)單說明編碼器的動(dòng)作原理

編碼器可以分為以下幾類。

1、按碼盤打孔方式分類

)1)增量型)是每轉(zhuǎn)動(dòng)單位角度就輸出脈沖信號(hào)((也有發(fā)送正余弦信號(hào)的編碼器) (圖1 ) ) )。

并且，將其細(xì)分，斬波頻率更高的脈沖)，通常是a相、b相、z相的輸出，a相、b相是相互延遲1/4周期的脈沖輸出，可以根據(jù)延遲關(guān)系來區(qū)分正反反轉(zhuǎn)，而且a相、b相的成立z相是1圈的脈沖，每圈發(fā)出1個(gè)脈沖。 )2)絕對(duì)值型)，與1圈對(duì)應(yīng)，在每個(gè)基準(zhǔn)角度輸出與該角度唯一對(duì)應(yīng)的2進(jìn)制數(shù)值，可以用外部記錄裝置記錄和測(cè)量多個(gè)位置。 2、雖然也有串行通信的RS485，但基本原理與增量型和絕對(duì)值型相同，只是輸出結(jié)果轉(zhuǎn)換為485通信，不需要進(jìn)行脈沖計(jì)數(shù)

通常使用增量型編碼器，但可以將旋轉(zhuǎn)編碼器的輸出脈沖信號(hào)直接輸入PLC，用PLC的高速計(jì)數(shù)器對(duì)該脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，得到測(cè)量結(jié)果。 輸出脈沖的相數(shù)因旋轉(zhuǎn)編碼器的型號(hào)而異。 根據(jù)旋轉(zhuǎn)編碼器的不同，有的輸出a、b、z三相脈沖，也有的只有a、b相二相，最簡(jiǎn)單的只有a相。

編碼器有5條導(dǎo)線，其中3條為脈沖輸出線，1條為COM端線，1條為電源線(OC柵極輸出型)。 編碼器的電源可以是外置電源，也可以直接使用PLC的DC24V電源。 電源“-”側(cè)與編碼器的COM側(cè)連接，“”側(cè)與編碼器的電源側(cè)連接。 編碼器的COM側(cè)與PLC輸入COM側(cè)連接，a、b、z的二相脈沖輸出線直接與PLC的輸入側(cè)連接。 a、b是相差90度的脈沖，z相信號(hào)編碼器旋轉(zhuǎn)1圈只有1個(gè)脈沖，通常用作零點(diǎn)的依據(jù)。 連接時(shí)請(qǐng)注意PLC輸入的響應(yīng)時(shí)間。 旋轉(zhuǎn)編碼器還有一條屏蔽線，使用時(shí)請(qǐng)將屏蔽線接地，提高抗干擾性。

編碼器-----------PLC

A--------X0

B--------X1個(gè)

Z--------X2

24V--------24V

com-----------24v---------- com

工作原理是中心有軸的光電碼盤，上面環(huán)狀貫通，有暗刻線，

編碼器(圖5 )。

將由光收發(fā)設(shè)備讀取得到4組正弦波信號(hào)組合為a、b、c、d，針對(duì)每個(gè)正弦波使90度相位差(相對(duì)于一個(gè)頻率為360度)、c、d信號(hào)反向并重疊在a、b的兩相上，由此能夠增強(qiáng)穩(wěn)定信號(hào)； 每轉(zhuǎn)輸出表示零參照位的z相脈沖。

由于a、b的2相相差90度，所以通過比較a相是前還是b相是前，能夠判別編碼器的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，根據(jù)零脈沖能夠得到編碼器的零參照位。 碼盤的材料是玻璃、金屬、塑料。 碼盤是在玻璃上沉積了一條薄刻線，熱穩(wěn)定性好，精度高。 碼盤直接通、通，不刻刻劃線，不易破碎，但金屬有一定厚度，精度有限，其熱穩(wěn)定性比玻璃差一個(gè)數(shù)量級(jí)。 碼盤經(jīng)濟(jì)，其成本低，但精度、熱穩(wěn)定性、壽命均差

分辨率—編碼器每旋轉(zhuǎn)360度提供多少貫通或暗線稱為分辨率，也稱為分析分度，或直接提供多少線，一般每旋轉(zhuǎn)5~10000條線。

主要作用是將旋轉(zhuǎn)位移轉(zhuǎn)換為一系列數(shù)字脈沖信號(hào)的旋轉(zhuǎn)式傳感器，

編碼器(圖6 )

這些脈沖可用于控制角位移，當(dāng)編碼器與齒輪條或螺桿組合時(shí)，也可用于測(cè)量線性位移。

編碼器產(chǎn)生的電信號(hào)通過數(shù)控裝置CNC、可編程邏輯控制器PLC、控制系統(tǒng)等進(jìn)行處理。 這些傳感器主要應(yīng)用于機(jī)床、材料加工、電動(dòng)機(jī)反饋系統(tǒng)、測(cè)量和控制設(shè)備。 ELTRA編碼器中角位移的變換采用了光掃描原理。 讀取系統(tǒng)基于徑向索引板的旋轉(zhuǎn)，該索引由交替的透光窗和不透光窗組成。 這個(gè)系統(tǒng)都是用紅外線光源垂直照射，光把盤子上的圖像投影到受光器的表面。 受光器被稱為準(zhǔn)直器的格子覆蓋，具有與光盤相同的窗口。 接收器的功能是感受光盤旋轉(zhuǎn)引起的光的變化，并將光的變化轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電氣變化。 一般來說，旋轉(zhuǎn)編碼器也可以獲得速度信號(hào)，將該信號(hào)反饋給變頻器，調(diào)整變頻器的輸出數(shù)據(jù)。 故障現(xiàn)象： 1、旋轉(zhuǎn)編碼器損壞(無輸出)時(shí)，變頻器不能正常工作，運(yùn)行速度變慢，另外，過一段時(shí)間后變頻器會(huì)受到保護(hù)，“PG關(guān)閉”……表明聯(lián)合動(dòng)作起作用。 要使電信號(hào)上升到高電平，產(chǎn)生無噪聲的安靜的世界脈沖，需要用電子電路進(jìn)行處理。 編碼器pg接線、參數(shù)矢量變頻器和編碼器pg之間的連接方式必須支持編碼器pg的形式。 一般來說，編碼器pg模型有差動(dòng)輸出、集電極開路輸出和推挽輸出三種，其信號(hào)的傳遞方式必須考慮逆變器pg卡的接口，因此選擇或合理設(shè)置合適的pg卡模型。

編碼器一般分為增量型和絕對(duì)型，差異最大。 在增量編碼器的情況下，

編碼器(圖7 )

位置由從零標(biāo)記計(jì)算出的脈沖數(shù)決定，絕對(duì)編碼器的位置由輸出代碼的讀取值決定。 一周內(nèi)，每個(gè)位置的輸出代碼讀數(shù)是唯一的； 因此，當(dāng)電源斷開時(shí)

時(shí)，絕對(duì)型編碼器并不與實(shí)際的位置分離。如果電源再次接通，那么位置讀數(shù)仍是當(dāng)前的，有效的；　不像增量編碼器那樣，必須去尋找零位標(biāo)記。

編碼器的廠家生產(chǎn)的系列都很全，一般都是專用的，如電梯專用型編碼器、機(jī)床專用編碼器、伺服電機(jī)專用型編碼器等，并且編碼器都是智能型的，有各種并行接口可以與其它設(shè)備通訊。

編碼器是把角位移或直線位移轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的一種裝置。前者成為碼盤，后者稱碼尺．按照讀出方式編碼器可以分為接觸式和非接觸式兩種．接觸式采用電刷輸出，一電刷接觸導(dǎo)電區(qū)或絕緣區(qū)來表示代碼的狀態(tài)是“1”還是“0”；非接觸式的接受敏感元件是光敏元件或磁敏元件，采用光敏元件時(shí)以透光區(qū)和不透光區(qū)來表示代碼的狀態(tài)是“1”還是“0”。

按照工作原理編碼器可分為增量式和絕對(duì)式兩類。

編碼器（圖8）

增量式編碼器是將位移轉(zhuǎn)換成周期性的電信號(hào)，再把這個(gè)電信號(hào)轉(zhuǎn)變成計(jì)數(shù)脈沖，用脈沖的個(gè)數(shù)表示位移的大小。絕對(duì)式編碼器的每一個(gè)位置對(duì)應(yīng)一個(gè)確定的數(shù)字碼，因此它的示值只與測(cè)量的起始和終止位置有關(guān)，而與測(cè)量的中間過程無關(guān)。

旋轉(zhuǎn)增量式編碼器以轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)輸出脈沖，通過計(jì)數(shù)設(shè)備來知道其位置，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)來電工作時(shí)，編碼器輸出脈沖過程中，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)，開機(jī)找零等方法。這樣的編碼器是由碼盤的機(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，它無需記憶，無需找參考點(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)編碼器在定位方面明顯地優(yōu)于增量式編碼器，

編碼器（圖9）

已經(jīng)越來越多地應(yīng)用于工控定位中。絕對(duì)型編碼器因其高精度，輸出位數(shù)較多，如仍用并行輸出，其每一位輸出信號(hào)必須確保連接很好，對(duì)于較復(fù)雜工況還要隔離，連接電纜芯數(shù)多，由此帶來諸多不便和降低可靠性，因此，絕對(duì)編碼器在多位數(shù)輸出型，一般均選用串行輸出或總線型輸出，德國(guó)生產(chǎn)的絕對(duì)型編碼器串行輸出最常用的是SSI（同步串行輸出）。

多圈絕對(duì)式編碼器。編碼器生產(chǎn)廠家運(yùn)用鐘表齒輪機(jī)械的原理，當(dāng)中心碼盤旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過齒輪傳動(dòng)另一組碼盤（或多組齒輪，多組碼盤），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)越來越多地應(yīng)用于工控定位中。

信號(hào)輸出

信號(hào)輸出有正弦波（電流或電壓），沉靜的世界(TTL、HTL)，

編碼器（圖10）

集電極開路(PNP、NPN)，推拉式多種形式，其中TTL為長(zhǎng)線差分驅(qū)動(dòng)（對(duì)稱A,A-;B,B-;Z,Z-）,HTL也稱推拉式、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—編碼器的脈沖信號(hào)一般連接計(jì)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。

簡(jiǎn)單的說，旋轉(zhuǎn)編碼器的abz分別是A相，B相，Z相在編碼器旋轉(zhuǎn)的時(shí)候都會(huì)輸出脈沖，三相的脈沖是各自獨(dú)立的。按常用的編碼器來說，A相和B相的單圈脈沖量是相等的，Z相為一圈一個(gè)脈沖?？傊珹BZ都是信號(hào)線，如果編碼器是1000脈沖的，那編碼器軸轉(zhuǎn)一圈AB兩通道各輸出1000個(gè)脈沖， Z輸出1個(gè)脈沖。

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對(duì)于TTL的帶有對(duì)稱負(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)稱負(fù)信號(hào)輸出的編碼器，信號(hào)傳輸距離可達(dá)300米。