編碼器是以數(shù)字化信息將角度、長度、速度等物理量的信息以數(shù)字量0、1編碼的方式輸出的傳感器，由于其具有高精度,大量程測量,反應(yīng)快,數(shù)字化輸出特點(diǎn);體積小,重量輕,機(jī)構(gòu)緊湊,安裝方便,維護(hù)簡單,工作可靠等優(yōu)良特點(diǎn)，故成為當(dāng)今工業(yè)控制系統(tǒng)備受青睞及*的一部分。

1）其以測量方式來分，有直線型編碼器,旋轉(zhuǎn)型編碼器。

2）其以輸出信號來分，有增量型編碼器,型編碼器。

3）其以內(nèi)部的反應(yīng)元件分，有光電式編碼器，磁柵式編碼器。

4）其以機(jī)械機(jī)構(gòu)形式分，有軸承式編碼器和無軸承式編碼器（EX：海德漢）

增 量 型 旋 轉(zhuǎn) 編 碼 器 (Incremental Rotary Encoders)

編碼器工作原理:

   由一個中心有軸的光電碼盤，其上有環(huán)形明、暗均勻間隔的刻線，通過光電發(fā)射元件和接收器件來獲得四組正弦波信號:A、B、/A、/B,每個正弦波相差90度相位差（相對于一個周波為360度），通過電路處理后便可得到A，B兩相差90°的方波脈沖或正弦波；另每轉(zhuǎn)輸出一個Z相脈沖以代表零位參考位。

由于A、B兩相相差90度，可通過比較A相在前還是B相在前，以判別編碼器的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)，通過零位脈沖，可獲得編碼器的零位參考位。

碼盤的材料：

有玻璃、金屬、塑料。玻璃碼盤是在玻璃上沉積很薄的刻線，其熱穩(wěn)定性好，精度高：金屬碼盤直接以通和不通刻線，不易碎，但由于金屬有一定的厚度，精度就有限制，其熱穩(wěn)定性就要比玻璃的差一個數(shù)量級：塑料碼盤是經(jīng)濟(jì)型的，其成本低，但精度、熱穩(wěn)定性、壽命均要差一些。

旋轉(zhuǎn)編碼器的整體結(jié)構(gòu)，講述一下，以知道其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，安裝形式。

增量式編碼器結(jié)構(gòu)及常用參數(shù)

機(jī)械外型（Mechanical）—編碼器以轉(zhuǎn)軸類型分，有實(shí)心軸（shaft/ Full）和空心軸(hollow type)之分；而空心型又分為全中空（Through Shaft/Though）和半中空（Hollow Shaft/ Blind）型：就安裝法蘭分，有同步法蘭型（synchro-flange）,夾緊法蘭（clamping flange）型、彈夾片（stator）型。

軸徑尺寸（Shaft Dimension）—編碼器實(shí)心軸軸徑有6毫米*、8毫米、10毫米*、12毫米等，空心軸的軸徑有8毫米、10毫米、12毫米*、大口徑20~50毫米*等，其中帶*號的是常規(guī)規(guī)格。

分辨率（Resolution）—編碼器在單轉(zhuǎn)時每旋轉(zhuǎn)一周所輸出的信號個數(shù)稱之為分辨率，也稱解析度、或直接稱多少線，一般編碼器輸出線數(shù)為5~10000線。如：1024ppr、2048ppr等

響應(yīng)頻率（Frequence）—編碼器在機(jī)械轉(zhuǎn)速所允許的范圍內(nèi)所能獲得的zui大輸出感應(yīng)頻率，也就是在一秒鐘內(nèi)所能感應(yīng)到的信號的個數(shù)。比如：0~200KHZ。

機(jī)械轉(zhuǎn)速 (Speed) —編碼器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使得其所能達(dá)到和承受的zui大旋轉(zhuǎn)速度，其表示為一分鐘內(nèi)所能達(dá)到的旋轉(zhuǎn)速度—rpm;（故編碼器的zui大工作速度應(yīng)同時兼顧編碼器的機(jī)械轉(zhuǎn)速、響應(yīng)頻率以及編碼器后續(xù)接收設(shè)備的開關(guān)頻率）

工作電源 （Power-Vcc）—編碼器一般只有兩種電壓，其一為DC9~36V，另一為DC5V標(biāo)準(zhǔn)電壓

工作溫度（Temperature）—編碼器的zui高zui低工作溫度代表了編碼器內(nèi)部機(jī)械[配合和組成以及電子元?dú)饧乃剑^好的編碼器工作溫度從-40到100℃。事實(shí)上在低溫情況下，受限制的是內(nèi)部電子零件和外部的電纜以及密封特性。

防護(hù)等級（Protection）—是指編碼器的防塵、防水性能，以標(biāo)準(zhǔn)IP(International Protection)的兩位數(shù)表示，*位0—6代表防塵，第二位0—8代表防水，IP54是zui低的有限制條件的防塵防水標(biāo)準(zhǔn)，IP67可防水浸。并非在室內(nèi)恒溫條件下工作就不需要防水，因?yàn)榫幋a器在工作和停機(jī)兩種情況下，內(nèi)部空氣會熱脹冷縮，密封不好，在停機(jī)是會有壓縮性水氣進(jìn)入。專業(yè)的編碼器的防護(hù)等級分電氣外殼部分和轉(zhuǎn)軸部分，有不同。轉(zhuǎn)軸部分由于編碼器的旋轉(zhuǎn)要求，往往要略低。

傳輸距離（Cable length）—對于TTL（DC 5V）的帶有對稱負(fù)信號輸出的編碼器，信號傳輸距離可達(dá)150米左右。

對于HTL（DC：9~30V）的帶有對稱負(fù)信號輸出的編碼器，信號傳輸距離可達(dá)300米左右。

編碼器軸負(fù)荷（Load on shaft）—因?yàn)橐紤]到編碼器在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中軸所能承受的的zui大負(fù)荷，故應(yīng)根據(jù)客戶對軸負(fù)荷的要求來幫助他們選取適宜的編碼器。此負(fù)荷分軸向受力（Axial shaft load）（垂直軸徑的方向）和徑向受力(Radial shaft load)（與軸徑同向），根據(jù)產(chǎn)品質(zhì)量不同有幾N到上百N等。

編碼器輸出信號（Output Signals）:

1) 只有A相單信號，此狀況用于單方向計(jì)數(shù)，單方向測速(此一般為低端編碼器)。

2) A、B兩相聯(lián)接，此用于正反向計(jì)數(shù)、判斷正反向和測速。

3) A、B、Z三相聯(lián)接，除了具備“2）”所有功能外，還用于帶參考位修正的位置測量。

4) A、/A，B、/B，Z、/Z連接，由于帶有對稱負(fù)信號的連接，電流對于電纜貢獻(xiàn)的電磁場抵消為0，此狀況衰減zui小，抗干擾*，可傳輸較遠(yuǎn)的距離。

    5）A、/A，B、/B，Z、/Z，U、/U，V、/V，W、/W連接，此編碼器帶有U，V，W相，是用在伺服電機(jī)上用來磁極對位而決定控制點(diǎn)的初始位置的。其U，V，W之間一般以相差120°為zui多。（Sumtak，Tamagawa具體產(chǎn)品

信號形式（Signal types）:

• 首先從波形上有正弦波（*）輸出和方波輸出這兩種波形
• 具體的信號輸出形式又可細(xì)分為如下幾種：
  • 推拉輸出型（Push-pull Output）.此輸出電路又稱為HTL ，其電源電壓一般為：DC10~36V，因有較大的電源功率，故即有良好的抗*力又可以實(shí)現(xiàn)長線傳輸。
  • 集電極開路型（Open-collector）此電路設(shè)計(jì)是為了更好的與一些PLC接口兼容。根據(jù)輸出端三極管的極性不同，其又分為：NPN和PNP這兩種。 

長線驅(qū)動型（Line Drive）此電路電源電壓為DC5V，為TTL電平輸出，與標(biāo)準(zhǔn)RS422接口直接兼容。此電路輸出信號為A、/A，B、/B，Z、/Z，由于帶有對稱負(fù)信號的連接，電流對于電纜貢獻(xiàn)的電磁場抵消為0，此狀況衰減zui小，抗干擾*，反應(yīng)時間較短，又可傳輸較遠(yuǎn)的距離。