编码器是把角位移或直线位移转换成电信号的一种装置。
编码器分类及原理
按照工作原理编码器可分为增量式(SPC)和绝对式(APC)两类。
增量式编码器是将位移转换成周期性的电信号,再把这个电信号转变成计数脉冲,用脉冲的个数表示位移的大小。
绝对式编码器的每一个位置对应一个确定的数字码,因此它的示值只与测量的起始和终止位置有关,而与测量的中间过程无关。
两者一般都应用于转速控制或位置控制系统的检测元件。
特点及应用范围
增量式编码器是直接利用光电转换原理输出三组方波脉冲A、B和Z相,A、B两组脉冲相位差90º,从而可方便地判断出旋转方向,而Z相为每转一圈输出一个脉冲,用于基准点定位。编码器转动时输出脉冲,通过计数设备来知道其位置和转速。当编码器不动或停电时,依靠计数设备的内部记忆来记住位置。这样,当停电后,编码器不能有任何的移动,当来电工作时,编码器输出脉冲过程中,也不能有干扰而丢失脉冲,不然,计数设备记忆的零点就会偏移,而且这种偏移的量是无从知道的,只有错误的生产结果出现后才能知道。
优点是构造简单,平均寿命长,抗干扰能力强,可靠性高,适合于连续运转高精度定位控制。其缺点是无法输出轴转动的绝对位置信息。
绝对编码器是直接输出数字量的传感器,在它的圆形码盘上沿径向有若干同心码道,每条道上由透光和不透光的扇形区相间组成,相邻码道的扇区数目是双倍关系,码盘上的码道数就是它的二进制数码的位数。绝对编码器由机械位置决定的每个位置的唯一性,它无需记忆,无需找参考点,而且不用一直计数,什么时候需要知道位置,什么时候就去读取它的位置。这样,编码器的抗干扰特性、数据的可靠性大大提高了。由于绝对编码器在定位方面明显地优于增量式编码器,已经越来越多地应用于工控定位中。
优点是可以直接读出角度坐标的绝对值,没有累积误差,电源切除后位置信息不会丢失。但是分辨率是由二进制的位数来决定的,也就是说精度取决于位数,目前有10位、14位等多种。