编码器（encoder）选型参数简介

传感器

—将要测量的物理量转换成可读取、处理的另一个物理量，现代控制中zui常用的就是电信号。

   如果把计算机、可编程控制器比喻为自动化控制的“大脑”，那么传感器就是自动化控制的“眼睛”,是机电一体化的信息反馈装置.由计算机、执行机构、执行机构内部反馈构成的控制系统，称为开环控制；由计算机、执行机构、执行机构内部反馈、执行效果外部传感器信息反馈构成的控制系统，称为闭环控制。

传感器的电信号有模拟量型和数字量型，模拟量就是电流或电压的大小变化模拟被测量物理量的大小，如果传感器输出的模拟量电信号已经是标准的信号，例如4—20mA、0—20mA、1—5V、0—10V等，这样的传感器有时也称为变送器。

传感器的电信号有时也用电压、电流高于某个域置或低于某个域置来代表1或0的数字信息，或用光信号的通、暗来传递信息，这样的传感器就是数字量输出型。

编码器

—角位移,线位移及转速传感器.

编码器是以数字化信息将角度、长度的信息以编码的方式输出的传感器，其具有高精度,大量程测量,反应快,数字化输出特点;体积小,重量轻,机构紧凑,安装方便,维护简单,工作可靠。

编码器以测量方式来分，有直线型编码器,角度编码器,旋转编码器。

如以信号原理来分，有增量型编码器,型编码器。

增 量 型 编 码 器 (旋转型)

工作原理:

   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,获得四组正弦波信号组合成A、B、C、D,每个正弦波相差90度相位差（相对于一个周波为360度），将C、D信号反向，叠加在A、B两相上，可增强稳定信号；另每转输出一个Z相脉冲以代表零位参考位。

由于A、B两相相差90度，可通过比较A相在前还是B相在前，以判别编码器的正转与反转，通过零位脉冲，可获得编码器的零位参考位。

编码器码盘的材料有玻璃、金属、塑料，玻璃码盘是在玻璃上沉积很薄的刻线，其热稳定性好，精度高，金属码盘直接以通和不通刻线，不易碎，但由于金属有一定的厚度，精度就有限制，其热稳定性就要比玻璃的差一个数量级，塑料码盘是经济型的，其成本低，但精度、热稳定性、寿命均要差一些。

分辨率—编码器以每旋转360度提供多少的通或暗刻线称为分辨率，也称解析分度、或直接称多少线，一般在每转分度5~10000线。

编码器机械外型—编码器以转轴类型分，有轴型和轴套型；以外形特征和安装法兰分，有同步法兰,夹紧法兰,紧凑型;轴套型又有半空型、全空型、大轴径型。

编码器轴径—编码器轴径有6毫米*、8毫米、10毫米*、12毫米，轴套型的有8毫米、10毫米、12*毫米、大口径20—50*毫米，带*号的是常规规格。

机械转速和电气转速

编码器的机械转速以每分钟zui大可以旋转多少圈表示—rpm;

编码器的电气转速也称为开关频率，是读取每个脉冲信号的反应速度，以每秒多少次表示--Hz

zui大工作速度应同时兼顾编码器的机械转速、电气转速以及编码器后续接收设备的开关频率。

Nmax=Fmax×60/Z ; N—min-1 ;F—Hz

编码器的工作温度和防护等级

编码器的zui高zui低工作温度代表了编码器内部机械和电子零件的水平，较好的编码器工作温度从-40到100℃，事实上低温情况下，受限制的是内部电子零件和外部的电缆以及密封特性。

防护等级是指编码器的防尘、防水性能，以标准IP的两位数表示，*位0—6代表防尘，第二位0—7代表防水，IP54是zui低的有限制条件的防尘防水标准，IP67可防水浸。并非在室内恒温条件下工作就不需要防水，因为编码器在工作和停机两种情况下，内部空气会热胀冷缩，密封不好，在停机是会有压缩性水气进入。专业的编码器的防护等级分电气外壳部分和转轴部分，有不同。转轴部分由于编码器的旋转要求，往往要略低。

工作电压、耗电流—工作电压一般有10—30Vdc和5Vdc±10%两种，电压和耗电流决定供电电源的功率。

信号输出:

信号输出有正弦波（电流或电压）,方波（TTL、HTL）,集电极开路（PNP、NPN）,推拉式多种形式，其中TTL为长线差分驱动（对称A,A-;B,B-;Z,Z-）,HTL也称推拉式、推挽式输出，编码器的信号接收设备接口应与编码器对应。

信号连接—编码器的脉冲信号一般连接计数器、PLC、计算机，PLC和计算机连接的模块有低速模块与高速模块之分，开关频率有低有高。

如单相联接，用于单方向计数，单方向测速。

• B两相联接，用于正反向计数、判断正反向和测速。

A、B、Z三相联接，用于带参考位修正的位置测量。

A、A-，B、B-，Z、Z-连接，由于带有对称负信号的连接，电流对于电缆贡献的电磁场为0，衰减zui小，抗干扰*，可传输较远的距离。

对于TTL的带有对称负信号输出的编码器，信号传输距离可达150米。

对于HTL的带有对称负信号输出的编码器，信号传输距离可达300米。

倍频技术

信号二倍频

  二倍频信号通过A相和B相的”异或”转换获得

信号四倍频

  四倍频信号通过A信号和B信号的正跳沿及负跳沿获得

分辨率与精度—分辨率是指传感器可以分辨读数的zui小单位，而精度是指每个读数与标准位置的zui大误差，两者不是一个概念，精度由码盘刻线、转轴同心度、材料的温度特性、电子读数的即时等各方面因数决定。

电子细分技术—利用编码器的正弦波信号的相位变化，由电子设备在一条刻线上再分出多个位置，此为电子细分技术，这样原来的编码器分辨刻线可以成倍的增加，但是细分只是提高了分辨刻线，并没有改变原来的精度。

内插细分—有一些“高分辨数”的编码器是由内插的电子细分以提高每圈的刻线，但是其精度并不高，不能以其提供的高线数而理解成高精度编码器。

内置电池—有一些编码器以内置电池来避免断电的信号丢失，也有一些编码器以单圈是信号，而多圈圈数信号是内置电池与电路用增量计数的方法来获得，此为伪型编码器，其受电池寿命、电池低温失效、受振电池触点不良等因数影响，而大大降低可靠性。

其他主要参数根据需要参看样本：

电缆或插座，zui大传输距离，zui大轴负载，振动，冲击，启动力矩，转子瞬间惯性等

增量式编码器的问题：

增量型编码器存在零点累计误差，抗干扰较差，接收设备的停机需断电记忆，开机应找零或参考位等问题，这些问题如选用型编码器可以解决。

增量型编码器的一般应用:

测速，测转动方向，测移动角度、距离(相对)。