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增量編碼器簡介

增量編碼器又稱增量型編碼器，增量式編碼器，它是一種根據(jù)旋轉(zhuǎn)運動產(chǎn)生信號的編碼器，其刻度方式為每一個脈沖都進(jìn)行增量計算。增量編碼器常和機(jī)械轉(zhuǎn)換裝置一起使用（如齒條-齒輪、測量輪或心軸一起使用），用于測量直線運動。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)簡單成本低。由于增量編碼器只能提供位置變化的信號，所以在實際應(yīng)用中一般需要一個參考點來建立當(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。輸出信號可以是單路A信號，也可以是雙路AB信號，通過相位差來檢測旋轉(zhuǎn)的方向。這種AB信號我們稱為正交信號。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處理電路用于產(chǎn)生兩路主要AB信號。除此之外，還可以提供一圈產(chǎn)生一次的Z信號用于原點的檢測或者AB信號的修正。

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

 

碼盤上刻有節(jié)距相等的輻射狀透光縫隙，相鄰兩個透光縫隙之間代表一個增量周期；檢測光柵上刻有A、B 兩組與碼盤相對應(yīng)的透光縫隙，用以通過或阻擋光源和光電檢測器件之間的光線。它們的節(jié)距和碼盤上的節(jié)距相等，并且兩組透光縫隙錯開1/4 節(jié)距，使得光電檢測器件輸出的信號在相位上相差90°電度角。當(dāng)碼盤隨著被測轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時，檢測光柵不動，光線透過碼盤和檢測光柵上的透過縫隙照射到光電檢測器件上，光電檢測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，電信號經(jīng)過轉(zhuǎn)換電路的信號處理，可以得到被測軸的轉(zhuǎn)角或速度信息。增量光電編碼器輸出信號波形下圖所示。

 

增量編碼器特點

增量光電編碼器的優(yōu)點是：原理構(gòu)造簡單、易于實現(xiàn)；機(jī)械平均壽命長，可達(dá)到幾萬小時以上；分辨率高；抗干擾能力較強(qiáng)，信號傳輸距離較長，可靠性較高。其缺點是它無法直接讀出轉(zhuǎn)動軸的位置信息。

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，電流從線圈流過會產(chǎn)生磁場。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)。檢測兩組互感磁場強(qiáng)度和相位就可以檢測出物體的運動。

旋轉(zhuǎn)變壓器簡單的設(shè)計使得他適應(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。但是旋轉(zhuǎn)變壓器的缺點是他不能夠提供非常的信號，其輸出信號為模擬量信號，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)計考慮了非常廣泛的應(yīng)用場合，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

輕載/伺服：高精度的機(jī)器人控制，電子半導(dǎo)體行業(yè)。