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编码器的类型与原理 第一页，共39页 编码器的介绍 编码器Encoder为传感器(Sensor)类的一种，主要用来检测机械运动的速度、位置、角度、 距离或计数，除了应用在机械外，许多的马达控制如伺服马达均需配备编码器以供马达控制器作为换相、速度及位置的检出。 第二页，共39页 编码器 模拟量编码器 数字编码器 旋转变压器 Sin/Cos 编码器 增量编码器 绝对值编码器 A, A, B, B, C, C _ _ _ 格雷码 二进制码 编码器的分类 第三页，共39页  1） 利用光电耦合器扫描安装在机械轴上的分割成断的圆盘。 机械代码被转换为成比例的电气脉冲信号。 数字型编码器原理 第四页，共39页 数字式编码器的原理 2） 光源（一般为LED）会向接收器（可能 是一个光电二极管）发出一道狭窄的光束。光源和接收器都被严格安装在旋转连接轴承的静止部位。编码器是一个带有透明开口或小窗的遮光圆盘，被安装在轴承的转动部位。　 第五页，共39页 光电式数字编码器的原理 轴承转动时，编码器会让光束交替通过（透过圆盘上的小窗口）。光电二极管则随着位置的变化输出对应的高电平或低电平信号。光电二极管的输出可以通过专门的电路，转化为位置和速率信息。 第六页，共39页 光电式数字编码器原理图 第七页，共39页 增量编码器的输出 由一个中心有轴的光电码盘，其上有环形通、暗的刻线，有光电发射和接收器件读取,获得方波信号组合成A、B，-A -B,信号反向，每组信号相差90度相位差（一个周波位360度） C， 零点校正信号，码盘旋转一周输出一个信号 第八页，共39页 增量式编码器的输出示意图 第九页，共39页 增量式编码器的连接原理 1 单相连接 用与单方向计数,单向测速 A B两相连接,用于正反向计数，用于判断正反方 向和测速 3 A B C 三相连接用于带参考位修正的判断测速 A -A B -B C -C连接，由于带有对称的负信 号连接电流对电缆的磁场贡献为零，衰减最小，抗干扰较强，可以进行长距离输出 第十页，共39页 如何进行正反向判断 因为A B两相相差90度，可以通过判断A相在先还是B相在先，从而判断正转还是反转 第十一页，共39页 如何进行正反向判断逻辑图 第十二页，共39页 如何进行零位校正 编码器脉冲在传输过程中，可能因为某些原因（如干扰）产生脉冲信号丢失，导致传输误差，此时就需要对其进行及时修正 零位信号 C编码器每旋转一周发一个脉冲，称之为零位脉冲或标识脉冲，零位脉冲用于决定零位置或标识位置。要准确测量零位脉冲，不论旋转方向，零位脉冲均被作为两个通道的高位组合输出。由于通道之间的相位差的存在，零位脉冲仅为脉冲长度的一半。 第十三页，共39页 零点校正示意图 第十四页，共39页 增量编码器的倍频 物理分割的码盘因受到工艺及采制的限制,无法做到更细,更精.但是通过数字电路的转换可以实现更高的脉冲 二倍频信号 通过A相和B相的”异或”转换获得 第十五页，共39页 增量编码器的倍频 四备频信号 计数器同样也在通道A和B的每个沿上发生增加或者减少。计数器的数目是增加还是减少，取决于哪个通道引导哪个通道。计数器的数目每个周期都会增加4个或减少4个。 第十六页，共39页 增量式编码器特点 编码器每转动一个预先设定的角度将输出一个脉冲信号，通过统计脉冲信号的数量来计算旋转的角度，因此编码器输出的位置数据是相对的 由于采用固定脉冲信号，因此旋转角度的起始位可以任意设定 由于采用相对编码，因此掉电后旋转角度数据会丢失需要重新复位 第十七页，共39页 增量式编码器问题 1 增量型编码器存在零点累计误差 2 抗干扰较差， 3 接收设备的停机需断电记忆，开机应找 零或参考位等问题 绝对值编码器的出现正好解决了这些问题 第十八页，共39页 绝对值编码器原理 绝对编码器光码盘上有许多道光通道刻线，每道刻线依次以2线、4线、8线、16?线。。。。。。编排，这样，在编码器的每一个位置，通过读取每道刻线的通、暗，获得一组从2的零次方到2的n-1次方的唯一的2进制编码（格雷码），这就称为n位绝对编码器。这样的编码器是由光电码盘的机械位置决定的，它不受停电、干扰的影响。 第十九页，共39页  通过一组光电耦合器扫描旋转盘上的代码图案。 每一个位置有其独一无二的代码。 绝对值编码器码盘 第二十页，共3