2015/9/30 10:10:35 来源： 福州鸿飞达自动化科技有限公司
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旋转编码器知识 一、旋转编码器的原理和特点： 旋转编码器是集光机电技术于一体的速度位移传感器。当旋转编码器轴带动光栅盘旋转时，经发光元件发出的光被光栅盘狭缝切割成断续光线，并被接收元件接收产生初始信号。该信号经后继电路处理后，输出脉冲或代码信号。其特点是体积小，重量轻，品种多，功能全，频响高，分辨能力高，力矩小，耗能低，性能稳定，可靠使用寿命长等特点。 1、增量式编码器 增量式编码器轴旋转时，有相应的相位输出。其旋转方向的判别和脉冲数量的增减，需借助后部的判向电路和计数器来实现。其计数起点可任意设定，并可实现多圈的无限累加和测量。还可以把每转发出一个脉冲的Z信号，作为参考机械零位。当脉冲已固定，而需要提高分辨率时，可利用带90度相位差A，B的两路信号，对原脉冲数进行倍频。
常用术语 ■输出脉冲数/转
旋转编码器转一圈所输出的脉冲数发，对于光学式旋转编码器，通常与旋转编码器内部的光栅的槽数相同（也可在电路上使输出脉冲数增加到槽数的2倍4倍）。 ■分辨率 分辨率表示旋转编码器的主轴旋转一周，读出位置数据的最大等分数。绝对值型不以脉冲形式输出，而以代码形式表示当前主轴位置（角度）。与增量型不同，相当于增量型的“输出脉冲/转” 。 ■光栅 光学式旋转编码器，其光栅有金属和玻璃两种。如是金属制的，开有通光孔槽；如是玻璃制的，是在玻璃表面涂了一层遮光膜，在此上面没有透明线条（槽）。槽数少的场合，可在金属圆盘上用冲床加工或腐蚀法开槽。在耐冲击型编码器上使用了金属的光栅，它与金属制的光栅相比不耐冲击，因此在使用上请注意，不要将冲击直接施加于编码器上。 ■最大响应频率 是在1秒内能响应的最大脉冲数 （例：最大响应频率为2KHz，即1秒内可响应2000个脉冲） 公式如下 最大响应转速（rpm）/60×（脉冲数/转）=输出频率Hz ■最大响应转速 是可响应的最高转速，在此转速下发生的脉冲可响应公式如下： 最大响应频率（Hz）/ （脉冲数/转）×60=轴的转速rpm ■输出波形 输出脉冲（信号）的波形。 ■输出信号相位差 二相输出时，二个输出脉冲波形的相对的的时间差。
■输出电压 指输出脉冲的电压。输出电压会因输出电流的变化而有所变化。各系列的输出电压请参照输出电流特性图 ■起动转矩 使处于静止状态的编码器轴旋转必要的力矩。一般情况下运转中的力矩要比起动力矩小。 ■轴允许负荷 表示可加在轴上的最大负荷，有径向和轴向负荷两种。径向负荷对于轴来说，是垂直方向的，受力与偏心偏角等有关；轴向负荷对轴来说，是水平方向的，受力与推拉轴的力有关。这两个力的大小影响轴的机械寿命 ■轴惯性力矩 该值表示旋转轴的惯量和对转速变化的阻力 ■转速 该速度指示编码器的机械载荷限制。如果超出该限制，将对轴承使用寿命产生负面影响，另外信号也可能中断。 ■格雷码 格雷码是高级数据，因为是单元距离和循环码，所以很安全。每步只有一位变化。数据处理时，格雷码须转化成二进制码。 ■工作电流 指通道允许的负载电流。 ■工作温度 参数表中提到的数据和公差，在此温度范围内是保证的。如果稍高或稍低，编码器不会损坏。当恢复工作温度又能达到技术规范 ■工作电压 编码器的供电电压
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；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。
主要分类
编码器可按以下方式来分类。
1、按码盘的刻孔方式不同分类
（1）增量型：就是每转过单位的角度就发出一个脉冲信号(也有发正余弦信号，然后对其进行细分，斩波出频率更高的脉冲)，通常为A相、B相、Z相输出，A相、B相为相互延迟1/4周期的脉冲输出，根据延迟关系可以区别正反转，而且通过取A相、B相的上升和下降沿可以进行2或4倍频；Z相为单圈脉冲，即每圈发出一个脉冲。
（2）绝对值型：就是对应一圈，每个基准的角度发出一个唯一与该角度对应二进制的数值，通过外部记圈器件可以进行多个位置的记录和测量。
2、按信号的输出类型分为：电压输出、集电极开路输出、推拉互补输出和长线驱动输出。
3、以编码器机械安装形式分类
（1）有轴型：有轴型又可分为夹紧法兰型、同步法兰型和伺服安装型等。
（2）轴套型：轴套型又可分为半空型、全空型和大口径型等。
4、以编码器工作原理可分为：光电式、磁电式和触点电刷式。
Sorensen Power Supply PTM15-3.5
Sorensen Power Supply DCR150-6BSorensen DLM60-10M23 SEW变频器 MAS51A010-503-50
摩托罗拉 模块 MVME 162-220
摩托罗拉 模块 MVME 162-222
ABB励磁装置 DCF503B0050-000000X
安川PMES-09A24
PMES-09A24
贝加莱PLC[7DM435.7]
ABB卡件 IMASI23
ABB卡件 NTDI01
ABB卡件 NTAI06
LUST变频器 CDA32-008-C1-4-HF
SEW变频器 MAS51A010-503-50
GE发那科 PLC IC200ALG260D
GE发那科 PLC IC200ALG320D
穆尔 电源 MCS40-3X400-500/24
富士 模块 FTU341A
ELMO 驱动器 CEL-A10/200-C6
POLYSPEDE 风门驱动 PRD2-200
INTEGRATED POWER CE-225-4101
ELAU 伺服电机控制器 MC-4/11/03/400
霍尼韦尔 操作屏 IWS-1834-HW
霍尼韦尔 HPM电源 51198947-100
SEW 变频器 MAS51A010-503-50
SEW 变频器 MAS51A010-503-50
力士乐驱动器 DKC11.3-040-7-FW
西门子不间断电源 A2000
INTEGRATED POWER 电源模块CE-225-4101
欧库玛电机 BL-MC50J-20T
ABB张力传感器 PFEA111-65
ABB PFTL-301E
力士乐 PST610EL
摩托罗拉模块 MVME 162-220
摩托罗拉模块MVME 162-222
SEW变频主板 8220980.1G
皮尔兹PNOZ 16S
西门子变频器4AT3032-8DD40-0FA0
ELMO[CEL-A10/200-C6]
霍尼韦尔FC-PSU-UNI2450U V1.0
DP扩展电缆5M PDX11-FBP.500
ABB总线终端电阻 PDR11-FBP.150
安川VZA41P5BAA
8220980.1G 德国SEW
ABB 3HAC039432-001
西门子电源6EQ1131-1AF00-0BA0
Beijer屏MAC 50/MV 00921B
ABB模块 5STP09D1601
ABB控制板DSTK114
SEW变频器MDS60A0015-5A3-4-00
SEW变频器MDS60A0015-5A3-4-0T
罗克韦尔CPU 1794-L34
西门子读写头RF340R
西门子模块6SN1115-0BA11-0AA1
AB驱动器2098-DSD-005
ACTUS POWER驱动器NPSA-102MU-GL2
横河LR4110E
西门子启动器 3RK1200-0CE02-OAA2
西门子启动器3RK1400-1CE01-OAA2
VIPA可编程控制器315-4NE12
海德汉编码器RON255 18000 02S09-04
欧库玛编码器ERFC2048D
ABB传感器PFEA111-65
发那科屏A02B-0259-C212
ABB控制板3ASC25H203 DAPC100
SEW变频器MAS51A010-503-50
穆尔开关电源MPS10-230/24
穆尔开关电源MPS10-230/24
力士乐VT11021-1X
安川电机SGMAH-04A1A6CD-0Y
力士乐单向阀Z4WEH10E63-4X/6EG24N9ETK4QMA-G24/B10
力士乐单向阀SL20PA14X
霍尼韦尔M7284C1018
发那科主轴模块A06B-6110-H037
西门子操作面板6FC5203-0AF22-0AA0
【Modicon PLC】140DDO36400
西门子启动器3RK1200-0CE02-OAA2
西门子启动器3RK1400-1CE01-OAA2
GE模块 IC200ALG320D
ABB电机 3HAC17484-1/02
SIEMENS模块A5E00100846
霍尼韦尔温控仪 TH8320WF
安川驱动器(伺服)SDNM-MCA
3HAC17484-1/02
西门子3RK1200-0CE02-OAA2
西门子3RK1400-1CE01-OAA2
SUPERIOR电机SS451-1034
AB罗克韦尔2098-DSD-HV150-SE
西门子控制器6SC6508-4AA02
施耐德驱动器TSD-050-05-2-U
SIEMENS驱动板6ES7612-2QH00-0AB4
SIEMENS驱动板6ES7678-1RA00-0XB0
安川变频器CIMR-MTIII-11K
SIEMENS变频器6DD1681-0AG1
ABB模块 SPCJ4D29
安川驱动器CACR-04-MM2A
霍尼韦尔模板51403519-160
Pilz继电器774730
Pilz继电器774350
安川驱动LKEB-25P5
ABB模拟量输入单元216EA61
ABB二进制输出单元216AB61
ABB发变组保护输入模块216DB61
PACIFIC 驱动器 PC832-001-T
发那科板A16B-1110-0500
ABB电机 3HAC024776-001
ABB电机 3HAC024775-001
发那科控制板A16B-1110-0500
霍尼韦尔行程开关SZL-WL-K
发那科驱动A06B-6110-H037
ABB三轴马达3HAC033203-001
ABB伺服电机3HAC033203-001
SEW驱动器MPB51A011-503-00
SEW驱动器MAS51A005-503-00
DELTA控制板602402-106
GE发那科模块IC200ALG320D
ELMO SSA-12/55
力士乐电机MCS06C41-RS0B0-A11N-ST5S00N-R0SU
惠朋模块CPU315SN
ABB适配器NTAC-02
ABBPFTL301E
霍尼韦尔CC-PDIL01
霍尼韦尔CC-PDIL01
艾默生直流励磁控制器FXM5 20A
安川模块JEPMC-IO2310
SEW变频器MDX60A0220-503-4-00
DIALOGIC语音卡 DIALOGIC DM/IP601-2E1-100BT
西门子模块6SE70360TK841BH0
ABB控制柜风扇3HAC021702-001
ABB控制柜风扇3HAC021700-001
ABB控制柜变压器3HAC024174-001
ABB电抗器3HAC024144-001
ABB电容器3HAC025562-001
REXROTH REXROTH溢流阀DB10-1-52/50
威格士比例放大板EEA-PAM-525-A-32
编码器工作原理
绝对脉冲编码器:APC
增量脉冲编码器:SPC
两者一般都应用于速度控制或位置控制系统的检测元件.
旋转编码器是用来测量转速的装置。它分为单路输出和双路输出两种。技术参数主要有每转脉冲数（几十个到几千个都有），和供电电压等。单路输出是指旋转 编码器的输出是一组脉冲，而双路输出的旋转编码器输出两组相位差90度的脉冲，通过这两组脉冲不仅可以测量转速，还可以判断旋转的方向。
增量型编码器与绝对型编码器的区分
编码器如以信号原理来分，有增量型编码器,绝对型编码器。
增量型编码器 (旋转型)
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，因此，绝对编码器在多位数输出型，一般均选用串行输出或总线型输出，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）。
多圈绝对式编码器。编码器生产厂家运用钟表齿轮机械的原理，当中心码盘旋转时，通过齿轮传动另一组码盘（或多组齿轮，多组码盘），在单圈编码的基础上再增加圈数的编码，以扩大编码器的测量范围，这样的绝对编码器就称为多圈式绝对编码器，它同样是由机械位置确定编码，每个位置编码唯一不重复，而无需记忆。多圈编码器另一个优点是由于测量范围大，实际使用往往富裕较多，这样在安装时不必要费劲找零点，将某一中间位置作为起始点就可以了，而大大简化了安装调试难度。多圈式绝对编码器在长度定位方面的优势明显，已经越来越多地应用于工控定位中。
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。
对于HTL的带有对称负信号输出的编码器，信号传输距离可达300米。
选型注意
应注意三方面的参数：
1、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。
优缺点
898995850
