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增量編碼器簡(jiǎn)介

增量編碼器又稱(chēng)增量型編碼器，增量式編碼器，它是一種根據(jù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生信號(hào)的編碼器，其刻度方式為每一個(gè)脈沖都進(jìn)行增量計(jì)算。增量編碼器常和機(jī)械轉(zhuǎn)換裝置一起使用（如齒條-齒輪、測(cè)量輪或心軸一起使用），用于測(cè)量直線運(yùn)動(dòng)。增量編碼器常用于位置控制和電機(jī)的速度反饋，包括伺服，工業(yè)應(yīng)用或重載應(yīng)用。它可以提供出色的速度和位置反饋，系統(tǒng)架構(gòu)簡(jiǎn)單成本低。由于增量編碼器只能提供位置變化的信號(hào)，所以在實(shí)際應(yīng)用中一般需要一個(gè)參考點(diǎn)來(lái)建立當(dāng)前系統(tǒng)的零位。

增量編碼器結(jié)構(gòu)和工作原理

增量編碼器一圈可以輸出特定數(shù)量的脈沖。輸出信號(hào)可以是單路A信號(hào)，也可以是雙路AB信號(hào)，通過(guò)相位差來(lái)檢測(cè)旋轉(zhuǎn)的方向。這種AB信號(hào)我們稱(chēng)為正交信號(hào)。增量編碼器主要由軸，PCB和外殼構(gòu)成的。PCB上包含了傳感器和信號(hào)處理電路用于產(chǎn)生兩路主要AB信號(hào)。除此之外，還可以提供一圈產(chǎn)生一次的Z信號(hào)用于原點(diǎn)的檢測(cè)或者AB信號(hào)的修正。

增量光電編碼器主要由光源、碼盤(pán)、檢測(cè)光柵、光電檢測(cè)器件和轉(zhuǎn)換電路組成，如下圖所示。

 

碼盤(pán)上刻有節(jié)距相等的輻射狀透光縫隙，相鄰兩個(gè)透光縫隙之間代表一個(gè)增量周期；檢測(cè)光柵上刻有A、B 兩組與碼盤(pán)相對(duì)應(yīng)的透光縫隙，用以通過(guò)或阻擋光源和光電檢測(cè)器件之間的光線。它們的節(jié)距和碼盤(pán)上的節(jié)距相等，并且兩組透光縫隙錯(cuò)開(kāi)1/4 節(jié)距，使得光電檢測(cè)器件輸出的信號(hào)在相位上相差90°電度角。當(dāng)碼盤(pán)隨著被測(cè)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，檢測(cè)光柵不動(dòng)，光線透過(guò)碼盤(pán)和檢測(cè)光柵上的透過(guò)縫隙照射到光電檢測(cè)器件上，光電檢測(cè)器件就輸出兩組相位相差90°電度角的近似于正弦波的電信號(hào)，電信號(hào)經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換電路的信號(hào)處理，可以得到被測(cè)軸的轉(zhuǎn)角或速度信息。增量光電編碼器輸出信號(hào)波形下圖所示。

 

增量編碼器特點(diǎn)

增量光電編碼器的優(yōu)點(diǎn)是：原理構(gòu)造簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)；機(jī)械平均壽命長(zhǎng)，可達(dá)到幾萬(wàn)小時(shí)以上；分辨率高；抗干擾能力較強(qiáng)，信號(hào)傳輸距離較長(zhǎng)，可靠性較高。其缺點(diǎn)是它無(wú)法直接讀出轉(zhuǎn)動(dòng)軸的位置信息。

增量編碼器的替代產(chǎn)品

?旋轉(zhuǎn)變壓器

旋轉(zhuǎn)變壓器的基本原理是，電流從線圈流過(guò)會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)。旋轉(zhuǎn)變壓器由兩組互相垂直的線圈構(gòu)成。一組線圈固定，另一組線圈跟著軸旋轉(zhuǎn)。檢測(cè)兩組互感磁場(chǎng)強(qiáng)度和相位就可以檢測(cè)出物體的運(yùn)動(dòng)。

旋轉(zhuǎn)變壓器簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)使得他適應(yīng)非常的環(huán)境，例如高溫，低溫，輻射環(huán)境甚至是機(jī)械的劇烈震動(dòng)。但是旋轉(zhuǎn)變壓器的缺點(diǎn)是他不能夠提供非常的信號(hào)，其輸出信號(hào)為模擬量信號(hào)，必須采用額外的AD芯片才可以處理。

?值型編碼器

值編碼器用于位置和速度都要求非常的場(chǎng)合。不需要依靠外部的傳感器我們就可以知道當(dāng)前軸的實(shí)際位置。值編碼器超高的精度有利于提升系統(tǒng)的整體性能，廣泛應(yīng)用于CNC，醫(yī)療及機(jī)器人行業(yè)。

增量編碼器的應(yīng)用

增量編碼器的設(shè)計(jì)考慮了非常廣泛的應(yīng)用場(chǎng)合，主要用于三大行業(yè)：

重載行業(yè)：惡劣的環(huán)境下可以抵御濕氣，高溫，震動(dòng)及沖擊，例如造紙，冶金和木工機(jī)械

一般工業(yè)：一般工業(yè)環(huán)境，符合標(biāo)準(zhǔn)的IP等級(jí)

輕載/伺服：高精度的機(jī)器人控制，電子半導(dǎo)體行業(yè)。