2021-12-30
某院校的學生到Ms.參的工廠參觀，正巧在總裝分廠看到工人們在為一批電機安裝編碼器。幾個好奇心很強的小哥問一旁指導工人操作的技術人員小D：電機為什么要安裝編碼器？小D解釋說編碼器是個信號傳感器，將電機的運行狀態實時傳送給電機控制器，實現電機的調速、啟停。今天，我們就借這個話題聊聊電機常用的編碼器。
編碼器基本分類
編碼器是一個機械與電子緊密結合的精 密測量器件，將信號或數據進行編碼、轉換，用以通訊、傳輸和存儲的信號數據。按照不同的特征，編碼器分類情況如下：
● 碼盤和碼尺。直線位移轉換成電信號的編碼器稱為碼尺，角位移轉換成電信的為碼盤。
● 增量型編碼器。提供位置、角度和圈數等信息，以每圈脈沖數定義分別率。
● 絶對值型編碼器。以角度增量的方式提供位置、角度和圈數等信息，每個角度增量賦予唯 一的編碼。
●混合式絶對值編碼器。混合式絶對值編碼器輸出兩組信息：一組信息用于檢測磁極位置，帶有絶對信息功能；另一組則完全同增量式編碼器的輸出信息。
增量式和絶對式編碼器的區別
增量式編碼器將位移轉換成周期性電信號，電信號再轉變成計數脈沖，脈沖的個數表示位移的大小；絶對式編碼器中，每一個位置對應一個確定的數字碼，表示的值只與測量的起始和終止位置有關，而與測量的中間過程無關。
使用增量編碼器時，位置是從零位標記開始計算的脈沖數量確定的，而絶對值型編碼器的位置是由輸出代碼的讀數確定的。在一圈里，每個位置的輸出代碼的讀數是唯 一的； 因此，當電源斷開時，絶對型編碼器并不與實際的位置分離。如果電源再次接通，那么位置讀數仍是當前的、有效的。
編碼器選型時應確定的參數
● 安裝尺寸、出線方式及防護。包括兩方面：定位止口、軸徑、安裝孔位、電纜出線方式。安裝空間體積;工作環境防護等級是否滿足要求。
● 分辨率。編碼器工作時每圈輸出的脈沖數。
● 編碼器輸出電氣接口。常見的有推拉輸出型、電壓輸出、集電極開路、線驅動輸出型。其輸出方式應和其控制系統的接口電路相匹配。
電機常用的編碼器
●增量型編碼器
直接利用光電轉換原理輸出三組方波脈沖A、B和Z相。A、B兩組脈沖相位差90o，可方便地判斷出旋轉方向；Z相每轉一個脈沖，用于基準點定位。其優點：原理構造簡單，機械平均壽命可在幾萬小時以上，抗干擾能力強，可靠性高，適合于長距離傳輸。缺點：無法輸出軸轉動的絶對位置信息。
●絶對值型編碼器
直接輸出數字量的傳感器，傳感器圓形碼盤上沿徑向有若干同心碼道，每條道上由透光和不透光的扇形區相間組成，相鄰碼道的扇區數目是雙倍關系，碼盤上的碼道數就是它的二進制數碼的位數，在碼盤的一側是光源，另一側對應每一碼道有一光敏元件；當碼盤處于不同位置時，各光敏元件根據受光照與否轉換出相應的電平信號，形成二進制數。
這種編碼器的特點是不要計數器，在轉軸的任意位置都可讀出一個固定的與位置相對應的數字碼。顯然，碼道越多，分辨率就越高，對于一個具有 N位二進制分辨率的編碼器，其碼盤要有N條碼道。目前國內已有16位的絶對編碼器產品。
