海德漢HEIDEMHAIN編碼器ExN 10的工作原理

旋轉(zhuǎn)編碼器(rotary encoder)也稱為軸編碼器，是將旋轉(zhuǎn)位置或旋轉(zhuǎn)量轉(zhuǎn)換成模擬或數(shù)字信號的機電設(shè)備。一般裝設(shè)在旋轉(zhuǎn)物體中垂直旋轉(zhuǎn)軸的一面。旋轉(zhuǎn)編碼器用在許多需要旋轉(zhuǎn)位置及速度的場合，如工業(yè)控制、機器人技術(shù)、鏡頭、計算機輸入設(shè)備(如鼠標及軌跡球)等。旋轉(zhuǎn)編碼器可分為型(absolute)編碼器及增量型 (incrementa1)編碼器二種。增量型編碼器也稱作相對型編碼器(relative encoder)，利用檢測脈沖的方式來計算轉(zhuǎn)速及位置，可輸出有關(guān)旋轉(zhuǎn)軸運動的信息，般會由其他設(shè)備或電路進一步轉(zhuǎn)換為速度、距離、每分鐘轉(zhuǎn)速或位置的信息，型編碼器會輸出旋轉(zhuǎn)軸的位置，可視為一種角度傳感器。

旋轉(zhuǎn)編碼器是集光機電技術(shù)于一體的速度位移傳感器。當旋轉(zhuǎn)編碼器軸帶動光柵盤旋轉(zhuǎn)時，經(jīng)發(fā)光元件發(fā)出的光被光柵盤狹維切割成斷續(xù)光線，并被接收元件接收產(chǎn)生初始信號。該信號經(jīng)后繼電路處理后，輸出脈沖或代碼信號。其特點是體積小，重量輕，品種多，功能全，頻響高，分辨能力高，力矩小，耗能低，性能穩(wěn)定，可靠使用壽命長等特點。增量式編碼器

增量式編碼器軸旋轉(zhuǎn)時，有相應(yīng)的相位輸出。其旋轉(zhuǎn)方向的判別和脈沖數(shù)量的增減，需借助后部的判向電路和計數(shù)器來實現(xiàn)。其計數(shù)起點可任意設(shè)定，并可實現(xiàn)多圈的無限累加和測量。還可以把每轉(zhuǎn)發(fā)出一個脈沖的Z信號，作為參考機械零位。當脈沖已固定，而需要提高分辨率時，可利用帶90度相位差A(yù)，B的兩路信號，對原脈沖數(shù)進行倍頻。

值編碼器

值編碼器軸旋轉(zhuǎn)器時，有與位置一一對應(yīng)的代碼(二進制，BCD碼等)輸出，從代碼大小的變更即可判別正反方向和位移所處的位置，而無需判向電路。它有一個零位代碼，當停電或關(guān)機后再開機重新測量時，仍可準確地讀出停電或關(guān)機位置地代碼，并準確地找到零位代碼。一般情況下值編碼器的測量范圍為0~360度，但特殊型號也可實現(xiàn)多圈測量。正弦波編碼器

正弦波編碼器也屬于增量式編碼器，主要的區(qū)別在于輸出信號是正弦波模擬量信號，而不是數(shù)字量信號。它的出現(xiàn)主要是為了滿足電氣領(lǐng)域的需要一用作電動機的反饋檢測元件。在與其它系統(tǒng)相比的基礎(chǔ)上，人們需要提高動態(tài)特性時可以采用這種編碼器。

為了保證良好的電機控制性能，編碼器的反饋信號必須能夠提供大量的脈沖，尤其是在轉(zhuǎn)速很低的時候，采用傳統(tǒng)的增量式編碼器產(chǎn)生大量的脈沖，從許多方面來看都有問題，當電機高速旋轉(zhuǎn) (6000rpm)時，傳輸和處理數(shù)字信號是困難的。在這種情況下，處理給伺服電機的信號所需帶寬(例如編碼器每轉(zhuǎn)脈沖為10000)將很容易地超過M2門限，而另一方面采用模擬信號大大減少了上述麻煩，并有能力模擬編碼器的大量脈沖。這要感謝正弦和余弦信號的內(nèi)插法

海德漢HEIDEMHAIN編碼器ExN 10的工作原理