編碼器是把角位移或直線位移轉換成電信號的一種裝置。
編碼器分類及原理
按照工作原理編碼器可分為增量式(SPC)和絕對式(APC)兩類。
增量式編碼器是將位移轉換成周期性的電信號,再把這個電信號轉變成計數脈沖,用脈沖的個數表示位移的大小。
絕對式編碼器的每一個位置對應一個確定的數字碼,因此它的示值只與測量的起始和終止位置有關,而與測量的中間過程無關。
兩者一般都應用于轉速控制或位置控制系統的檢測元件。
特點及應用范圍
增量式編碼器是直接利用光電轉換原理輸出三組方波脈沖A、B和Z相,A、B兩組脈沖相位差90º,從而可方便地判斷出旋轉方向,而Z相為每轉一圈輸出一個脈沖,用于基準點定位。編碼器轉動時輸出脈沖,通過計數設備來知道其位置和轉速。當編碼器不動或停電時,依靠計數設備的內部記憶來記住位置。這樣,當停電后,編碼器不能有任何的移動,當來電工作時,編碼器輸出脈沖過程中,也不能有干擾而丟失脈沖,不然,計數設備記憶的零點就會偏移,而且這種偏移的量是無從知道的,只有錯誤的生產結果出現后才能知道。
優點是構造簡單,平均壽命長,抗干擾能力強,可靠性高,適合于連續運轉高精度定位控制。其缺點是無法輸出軸轉動的絕對位置信息。
絕對編碼器是直接輸出數字量的傳感器,在它的圓形碼盤上沿徑向有若干同心碼道,每條道上由透光和不透光的扇形區相間組成,相鄰碼道的扇區數目是雙倍關系,碼盤上的碼道數就是它的二進制數碼的位數。絕對編碼器由機械位置決定的每個位置的唯一性,它無需記憶,無需找參考點,而且不用一直計數,什么時候需要知道位置,什么時候就去讀取它的位置。這樣,編碼器的抗干擾特性、數據的可靠性大大提高了。由于絕對編碼器在定位方面明顯地優于增量式編碼器,已經越來越多地應用于工控定位中。
優點是可以直接讀出角度坐標的絕對值,沒有累積誤差,電源切除后位置信息不會丟失。但是分辨率是由二進制的位數來決定的,也就是說精度取決于位數,目前有10位、14位等多種。