增量式編碼器

　　增量式編碼器是一種通過輸出一組脈沖信號來描述物體位置和方向的編碼器。它由一個中心有軸的光電碼盤組成，其上有環(huán)形通、暗的刻線，有光電發(fā)射和接收器件讀取。增量式編碼器分為單路輸出和雙路輸出，每路輸出由A、B兩個通道組成，A通道輸出與碼盤轉(zhuǎn)動同頻率的正弦波，B通道則輸出與碼盤轉(zhuǎn)動同頻率、相位相差90度的余弦波。B通道的正弦波信號通過電路處理后可以轉(zhuǎn)換成計數(shù)時鐘信號。通過計算每秒輸出脈沖的個數(shù)，可以反映當(dāng)前電動機的轉(zhuǎn)速。另外，增量式編碼器還有Z相輸出，用來參考零位。

　　絕對式編碼器

　　絕對式編碼器是一種直接輸出數(shù)字量的傳感器，它將物體的位置和方向以二進制編碼的形式進行表示。它由一個中心有軸的光電碼盤組成，其上有若干個通、暗的刻線，有光電發(fā)射和接收器件讀取。光電碼盤與電動機同軸，電動機旋轉(zhuǎn)時，光電碼盤與電動機同速旋轉(zhuǎn)，經(jīng)發(fā)光二極管等電子元件組成的檢測裝置檢測輸出若干脈沖信號，通過計算每秒光電編碼器輸出脈沖的個數(shù)就能反映當(dāng)前電動機的轉(zhuǎn)速。此外，為判斷旋轉(zhuǎn)方向，碼盤還可提供相位相差90度的兩路脈沖信號。編碼器分為增量式編碼器和絕對式編碼器兩種類型，它們的原理各不相同，但都可用于測量物體的位置和方向。

　　根據(jù)工作原理的不同，編碼器可分為光電編碼器(optical encoder)、磁性編碼器(magnetic encoder)、電感式編碼器(inductive encoder)和電容式編碼(capacitive encoder)等等，使用最多的是光電編碼器。

　　光電編碼器有光電發(fā)射和接收器件讀取，獲得四組正弦波信號組合成A、B、C、D,每個正弦波相差90度相位差(相對于一個周波為360度)，將C、D信號反向，疊加在A、B兩相上，可增強穩(wěn)定信號;另每轉(zhuǎn)輸出一個Z相脈沖以代表零位參考位。

　　由于A、B兩相相差90度，可通過比較A相在前還是B相在前，以判別編碼器的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)，通過零位脈沖，可獲得編碼器的零位參考位。編碼器碼盤的材料有玻璃、金屬、塑料，玻璃碼盤是在玻璃上沉積很薄的刻線，其熱穩(wěn)定性好，精度高，金屬碼盤直接以通和不通刻線，不易碎，但由于金屬有一定的厚度，精度就有限制，其熱穩(wěn)定性就要比玻璃的差一個數(shù)量級，塑料碼盤是經(jīng)濟型的，其成本低，但精度、熱穩(wěn)定性、壽命均要差一些。分辨率—編碼器以每旋轉(zhuǎn)360度提供多少的通或暗刻線稱為分辨率，也稱解析分度、或直接稱多少線，一般在每轉(zhuǎn)分度5~10000線。

　　編碼器的工作原理可以分為以下幾個步驟：信號采集：編碼器通過傳感器(如光電編碼器、磁電編碼器等)將輸入信號轉(zhuǎn)換為電信號。傳感器會將連續(xù)的物理量(如位移、速度、加速度等)轉(zhuǎn)換為電壓或電流的變化。

　　信號處理：經(jīng)過信號采集后，電信號需要進行一定的處理以便于后續(xù)的計算。這個過程可能包括濾波、放大、數(shù)字化等操作。濾波可以去除噪聲，放大可以提高信號強度，數(shù)字化則將模擬信號轉(zhuǎn)換為計算機可以處理的數(shù)字信號。

　　數(shù)據(jù)輸出：經(jīng)過處理后的電信號會被發(fā)送到計算機或其他控制器。這些數(shù)字信號表示輸入信號在時間或空間上的變化。例如，對于一個旋轉(zhuǎn)編碼器，每個數(shù)字表示輸入軸的一個特定角度。

　　數(shù)據(jù)分析與控制：接收到編碼器輸出的數(shù)字信號后，控制系統(tǒng)會對這些數(shù)據(jù)進行分析和處理。根據(jù)所需的控制目標(biāo)，控制系統(tǒng)可能會調(diào)整輸出信號來實現(xiàn)期望的運動或位置。例如，在一個機器人系統(tǒng)中，編碼器可以幫助控制系統(tǒng)檢測關(guān)節(jié)的位置和速度，從而實現(xiàn)精確的運動控制。