旋轉(zhuǎn)編碼器是選擇絕對值還是增量？旋轉(zhuǎn)編碼器技術(shù)解析,！
旋轉(zhuǎn)編碼器是經(jīng)過驗證且廣泛使用的解決方案,，用于測量旋轉(zhuǎn)軸的速度、行進(jìn)方向和位置,。有幾種不同的類型,，但兩種主流的是絕對值編碼器和增量編碼器。這些是如何工作的,？有什么不同,？哪一種更適合您的應(yīng)用？
編碼器工作原理：顧名思義,，絕對值編碼器直接輸出您正在測量的軸的準(zhǔn)確位置,。每個旋轉(zhuǎn)點都有一個唯一的位置信息（值）或數(shù)據(jù)字，編碼在隨軸旋轉(zhuǎn)的磁盤上,。磁盤上唯一代碼的數(shù)量決定了可以表示的位置精度,。使用光學(xué)傳感器、電容傳感器或磁傳感器,，編碼器在通電后立即讀取代碼并產(chǎn)生有效輸出,。無需設(shè)置參考點或旋轉(zhuǎn)軸讓傳感器定位，即使暫時斷電也可以跟蹤位置,。
編碼器分辨率以位表示,，對應(yīng)于每轉(zhuǎn)的唯一數(shù)據(jù)字?jǐn)?shù),。絕對值編碼器有單圈型和多圈型兩種，單圈的情況下,，提供軸每轉(zhuǎn)一圈重復(fù)的360°旋轉(zhuǎn)的位置數(shù)據(jù),。在多圈的情況下，編碼器有一個旋轉(zhuǎn)計數(shù)器,，它不僅可以輸出軸位置,，還可以輸出旋轉(zhuǎn)速度。
考慮一個增量編碼器,。它通過響應(yīng)軸的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生脈沖來工作,。輸出通常是兩個相差 90° 的方波，需要額外的電路來跟蹤和計數(shù)這些脈沖,。
增量編碼器的分辨率以每轉(zhuǎn)脈沖數(shù) (PPR) 表示,。這對應(yīng)于來自任何方波輸出的高脈沖數(shù),。
只有四種不同的輸出狀態(tài)重復(fù)。出于這個原因,，增量編碼器需要參考已知的固定位置來提供有意義的定位信息,。這個“起始”位置是編碼器索引脈沖。然后通過跟蹤從索引脈沖旋轉(zhuǎn)期間的相對增量變化來計算軸的絕對位置,。每次編碼器上電或斷電后都需要這個參考過程,，因此必須先旋轉(zhuǎn)軸才能定位。這個過程比重新定位絕對編碼器需要更長的時間,，后者不需要初始旋轉(zhuǎn),。
絕對值與增量：選擇標(biāo)準(zhǔn)
絕對值編碼器通常更昂貴，因為它們比增量類型更復(fù)雜,。雖然價格差異正在縮小,，但增量編碼器通常適用于對速度、方向和相對位置的簡單監(jiān)控,。另一方面,，絕對值編碼器可能是更好的選擇。
絕對值編碼器的最大優(yōu)勢在于軸的位置保持不變,，因此可以立即獲得位置數(shù)據(jù),，而無需等待歸位或校準(zhǔn)序列完成。這使您可以快速啟動系統(tǒng)或從電源故障中恢復(fù),，即使在編碼器關(guān)閉時軸位置發(fā)生變化,。
選擇絕對編碼器的另一個原因是，如果您需要在啟動時立即獲得位置信息,，然后再激活或操作該機制,。在這種情況下，從起始位置向錯誤方向旋轉(zhuǎn)軸可能會損壞設(shè)備或?qū)τ脩粼斐晌ｋU,。
此外,，絕對編碼器實時提供真實位置，允許數(shù)字系統(tǒng)通過中央通信總線輪詢編碼器,，以最小延遲獲得位置,。使用增量編碼器，更難跟蹤位置,。使用正交解碼跟蹤所有脈沖通常需要一個外部電路。這會增加主機系統(tǒng)開銷,，尤其是在您需要監(jiān)控多個編碼器時,。
另一個優(yōu)點是絕對值編碼器可以降低系統(tǒng)對電噪聲的敏感度。與脈沖計數(shù)增量編碼器不同,，絕對值編碼器允許系統(tǒng)通過從二進(jìn)制輸出讀取錯誤校驗碼或通過串行總線以數(shù)字方式執(zhí)行此操作來計算位置,。
在同一系統(tǒng)中組合多個絕對值編碼器也比使用增量編碼器更容易,。典型的例子是工廠自動化和多軸機器人。監(jiān)控多個增量編碼器的輸出可能很復(fù)雜,，并且可能需要強大的處理能力,，但來自單個絕對編碼器的讀數(shù)更好，特別是如果它們可以連接到中央通信總線,。容易完成,。
當(dāng)絕對值編碼器有優(yōu)勢時
到目前為止，您應(yīng)該了解絕對值編碼器和增量編碼器之間的主要區(qū)別,?？紤]一些通常使用絕對值編碼器的應(yīng)用領(lǐng)域。
其中,，在機器人領(lǐng)域呈現(xiàn)快速擴張,。滲透到多個領(lǐng)域，從遠(yuǎn)程手術(shù)等醫(yī)療應(yīng)用（需要大量準(zhǔn)確的位置信息來監(jiān)測和控制手術(shù)機器人手臂）到自動化裝配,、焊接和噴涂等工業(yè)用例,。展望未來，家庭支持機器人的未來尤其令人期待,。這將受益于絕對編碼器提供的速度和易用性,。
隨著行業(yè)繼續(xù)追求數(shù)字轉(zhuǎn)換以及增量編碼器和絕對值編碼器之間的價格差距縮小，絕對編碼器的應(yīng)用將幾乎無窮無盡,。消費設(shè)備市場也有很多機會,。無論是用于機械控制，如自動門,、相機云臺,、空調(diào)設(shè)備的智能控制、工廠自動化,、車輛的電氣子系統(tǒng),，絕對編碼器的高性能和對設(shè)備設(shè)計人員的預(yù)算越來越友好。它正在成為一種選擇,。
針對位置反饋的工程師選擇
絕對值和增量編碼器在性能,、價格和用戶體驗方面的差異使得為您的新產(chǎn)品設(shè)計選擇正確的編碼器類型至關(guān)重要。隨著價格差異的縮小和技術(shù)的不斷變化,，絕對值編碼器相對于增量編碼器的優(yōu)勢將成為越來越多領(lǐng)域設(shè)計人員在考慮位置反饋能力時的首選,。
旋轉(zhuǎn)編碼器技術(shù)解析
什么是旋轉(zhuǎn)編碼器？
旋轉(zhuǎn)編碼器是一種連接到電機/軸組件的機電設(shè)備,，以準(zhǔn)確報告旋轉(zhuǎn)軸的位置,、速度和加速度。旋轉(zhuǎn)編碼器（又名軸編碼器）感測旋轉(zhuǎn)軸的角位置和運動,，并根據(jù)這些旋轉(zhuǎn)機械位移生成數(shù)字輸出信號,。相反,，線性編碼器檢測沿直線的機械位移。
旋轉(zhuǎn)編碼器的種類
旋轉(zhuǎn)編碼器主要有兩種類型：增量式和絕對式,。
增量旋轉(zhuǎn)編碼器報告位置或相對位置的變化,。使用增量旋轉(zhuǎn)編碼器的運動控制系統(tǒng)需要在啟動時或斷電后“歸位”。
絕對值旋轉(zhuǎn)編碼器能夠在通電后立即報告位置信息,，即使在上次使用期間電源中斷,。無需校準(zhǔn)即可找到始終已知的絕對（起始）位置。
旋轉(zhuǎn)編碼器也有三種主要技術(shù)類型：
光電編碼器
光電旋轉(zhuǎn)編碼器有一個 LED 光源,、一個帶有槽狀開口的旋轉(zhuǎn)盤和一個光電傳感器,。當(dāng)圓盤隨著軸旋轉(zhuǎn)而轉(zhuǎn)動時，它會產(chǎn)生光脈沖,，這些光脈沖通過電子電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字方波,。
磁性編碼器
磁性旋轉(zhuǎn)編碼器有一個旋轉(zhuǎn)輪，其周圍有一系列磁極,。當(dāng)車輪旋轉(zhuǎn)時,，它經(jīng)過一個感應(yīng)磁場變化并將反饋轉(zhuǎn)換為數(shù)字輸出信號的電路。
旋轉(zhuǎn)編碼器主要用途
旋轉(zhuǎn)編碼器用于監(jiān)視和/或控制各種機械系統(tǒng),。例如,，工業(yè)自動化中使用旋轉(zhuǎn)編碼器來控制傳送帶的速度和方向。
旋轉(zhuǎn)編碼器也用于伺服電機反饋,，以控制速度以及多軸運動,。旋轉(zhuǎn)編碼器直接安裝在包裝/貼標(biāo)機、紡織機械和材料處理設(shè)備的電機軸上,。
其他旋轉(zhuǎn)編碼器應(yīng)用包括AGV,、飛行模擬器、計量泵等,。
選擇旋轉(zhuǎn)編碼器關(guān)鍵點
假設(shè)您已確定您的應(yīng)用需要絕對或增量旋轉(zhuǎn)編碼器,，則選擇旋轉(zhuǎn)編碼器時的主要考慮因素是尺寸和軸類型。
尺寸
您需要了解集成旋轉(zhuǎn)編碼器的系統(tǒng)的空間要求,。
關(guān)鍵測量包括：
外殼直徑
外殼輪廓（高度）
軸/孔徑
軸類型
旋轉(zhuǎn)編碼器可以有實心軸或空心軸,，您需要哪種類型取決于您應(yīng)用中的輸入軸類型。選擇正確的配件和安裝布置以確保正確對齊也很重要,。
環(huán)境因素
一旦您選好了旋轉(zhuǎn)編碼器的機械規(guī)格,，您還需要考慮操作環(huán)境。通過選擇專為在苛刻條件下運行而設(shè)計的旋轉(zhuǎn)編碼器,，可以減輕灰塵,、振動、極端溫度、濕氣和其他污染物的影響,。
分辨率
分辨率是指編碼器可以檢測到的最小測量單位。對于旋轉(zhuǎn)編碼器,，分辨率是每轉(zhuǎn)脈沖數(shù) (PPR),。并非所有應(yīng)用都需要相同水平的定位精度，編碼器控制器的最大輸入頻率也是一個因素
