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Varvel     S.P.A/V 0,5 F D14 P71

M.P. Elettronica    CODECU TYPE10/F 400V 10AF
TRAFAG GmbH     PST4M16F4 
TRAFAG GmbH     EPN100.0A 
TRAFAG GmbH     PT100L12 
TRAFAG GmbH     PT100L40 
SCHNORR    HS 16-FST-DAC HS 16; FST; DAC500
CARCO    SARCOSEAL UN/S820 290*334*20
Nabertherm    LE6/11/B150 Muffle furnace(with valves, clamps)
ABB    The input and output board DSQC652 3HAC025917-001/00 ABB
ABB    DSQC663 3HAC029818-001/07 driver board ABB
ABB    The safety board DSQC643 3HAC024480-001/01 signal ABB
ABB    ABB W7CF001GTA-H20PO-01D A3 CF robot system ABB
PALL    HC2233FCS6H
Olaer    B25THx80/1P-SC-S serial 2047182001527
Heidenhain    ERA 4280C ID532727-14 
heidenhain    LS487 ML270MM/560527-05]HEIDENHAIN 
JANITZA     UMG 507 
Lukas ERZETT    HFC 0313.03.Z7 A 10020313308
Conec AG    PD2210 56K MB 
LUKAS Hydraulik GmbH    HFC 0313.03.Z7 A 10020313308
TOX PRESSOTECHNIK GMBH & CO. KG    356045 EPMK 025.060.250.001.A.004
TOX PRESSOTECHNIK GMBH & CO. KG    391206 EPMK 100.060.300.001.A.006
Lincoln     644-40583-8 
Brosa     1008952 +/- 10 GRAD 10-30VDC 4-20 MA
heidenhain    LC183-340mm 5um ID557660-24 
heidenhain    cable for ID557660-24 
heidenhain    ID 533631-01
wichita    brake lining for Modevo 100% / 100% SN871238 
wichita    TypeModevo 100% / 100% SN871238 
Leuze    PRK 18/4 DL.4 ID50080153 
Leuze    PRK 95/44 L.4 ID 50025609
Leuze    PRK 55/66-S8 ID50105904 
HueTTINGER    Mat Nr1356380 
IFM     IB-2020ZABOA-KHI/15M IB0115 
ASUTEC    ASR
ASUTEC    ASU-400-EW-15-1
WILBERG GMBH    GI355 A70C335 IVO
MetalWork    7063020132 MSV D5 SOS 00 24VDC
WALDMANN    RL70V-118
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Moore     HIM/HART/2AO/24DC/-2PRG
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Deublin to the water jacket    1139-015-700 374 100/X0823
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Balance Systems GmbH    9NHFAE00004000
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Schlegel    LXJLASCE-SPS
Mayser GmbH & Co. KG    SG-EFS 104/4L 24 V
KLASCHKA GMBH. & CO.KG    BDIF-m42rg-4s(Code13.05-61)
heidenhain    LC 183 440mm ID557660-03
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旋轉編碼器

 編輯 討論

本詞條由“科普中國”科學百科詞條編寫與應用工作項目 審核 。

旋轉編碼器是用來測量轉速并配合PWM技術可以實現快速調速的裝置，光電式旋轉編碼器通過光電轉換，可將輸出軸的角位移、角速度等機械量轉換成相應的電脈沖以數字量輸出（REP）。

分為單路輸出和雙路輸出兩種。技術參數主要有每轉脈沖數（幾十個到幾千個都有），和供電電壓等。單路輸出是指旋轉編碼器的輸出是一組脈沖，而雙路輸出的旋轉編碼器輸出兩組A/B相位差90度的脈沖，通過這兩組脈沖不僅可以測量轉速，還可以判斷旋轉的方向。

中文名

旋轉編碼器

外文名

Rotary Encoder

脈沖編碼器

SPC

脈沖

APC

作    用

實現快速調速的裝置

目錄

1. 1 簡介
2. 2 形式分類
3. 3 工作原理
4. 4 特點

1. 5 信號輸出
2. 6 注意事項
3. 7 原理特點
4. 8 輸出信號

1. 9 常用術語
2. 10 安裝事項
3. 11 應用

簡介

編輯

按信號的輸出類型分為：電壓輸出、集電極開路輸出、推拉互補輸出和長線驅動輸出 [1]  。

形式分類

編輯

有軸型：有軸型又可分為夾緊法蘭型、同步法蘭型和伺服安裝型等。

軸套型：軸套型又可分為半空型、全空型和大口徑型等。

器件圖片(2張)

以編碼器工作原理可分為：光電式、磁電式和觸點電刷式。

按碼盤的刻孔方式不同分類編碼器可分為增量式和式兩類。

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。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。

旋轉增量式編碼器以轉動時輸出脈沖，通過計數設備來知道其位置，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。

解決的方法是增加參考點，編碼器每經過參考點，將參考位置修正進計數設備的記憶位置。在參考點以前，是不能保證位置的準確性的。為此，在工控中就有每次操作先找參考點，開機找零等方法。

比如，打印機掃描儀的定位就是用的增量式編碼器原理，每次開機，我們都能聽到噼哩啪啦的一陣響，它在找參考零點，然后才工作。

這樣的方法對有些工控項目比較麻煩，甚至不允許開機找零（開機后就要知道準確位置），于是就有了編碼器的出現。

型旋轉光電編碼器，因其每一個位置一、抗干擾、無需掉電記憶，已經越來越廣泛地應用于各種工業(yè)系統(tǒng)中的角度、長度測量和定位控制。

編碼器光碼盤上有許多道刻線，每道刻線依次以2線、4線、8線、16線編排，這樣，在編碼器的每一個位置，通過讀取每道刻線的通、暗，獲得一組從2的零次方到2的n-1次方的一的2進制編碼（格雷碼），這就稱為n位編碼器。這樣的編碼器是由碼盤的機械位置決定的，它不受停電、干擾的影響。

旋轉編碼器/增量或值編碼器/拉線編碼器(16張)

編碼器由機械位置決定的每個位置的一性，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。

由于編碼器在定位方面明顯地優(yōu)于增量式編碼器，已經越來越多地應用于工控定位中。型編碼器因其高精度，輸出位數較多，如仍用并行輸出，其每一位輸出信號必須確保連接很好，對于較復雜工況還要隔離，連接電纜芯數多，由此帶來諸多不便和降低可靠性，因此，編碼器在多位數輸出型，一般均選用串行輸出或總線型輸出，德國生產的型編碼器串行輸出較常用的是SSI（同步串行輸出） [2]  。

工作原理

編輯

由一個中心有軸的光電碼盤，其上有環(huán)形通、暗的刻線，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與反轉，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量級，塑料碼盤是經濟型的，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，一般在每轉分度5~10000線 [3]  。

特點

編輯

旋轉編碼器是集光機電技術于一體的速度位移傳感器。

信號輸出

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信號輸出有正弦波（電流或電壓）,方波（TTL、HTL）,集電極開路（PNP、NPN）,推拉式多種形式，其中TTL為長線差分驅動（對稱A,A-;B,B-;Z,Z-）,HTL也稱推拉式、推挽式輸出，編碼器的信號接收設備接口應與編碼器對應。

信號連接—編碼器的脈沖信號一般連接計數器、PLC、計算機，PLC和計算機連接的模塊有低速模塊與高速模塊之分，開關頻率有低有高。

如單相聯接，用于單方向計數，單方向測速。

A.B兩相聯接，用于正反向計數、判斷正反向和測速。

A、B、Z三相聯接，用于帶參考位修正的位置測量。

A、A-，B、B-，Z、Z-連接，由于帶有對稱負信號的連接，在后續(xù)的差分輸入電路中，將共模噪聲抑制，只取有用的差模信號，因此其抗*力強，可傳輸較遠的距離。

對于TTL的帶有對稱負信號輸出的編碼器，信號傳輸距離可達150米。

旋轉編碼器由精密器件構成，故當受到較大的沖擊時，可能會損壞內部功能，使用上應充分注意。

注意事項

編輯

安裝

安裝時不要給軸施加直接的沖擊。

編碼器軸與機器的連接，應使用柔性連接器。在軸上裝連接器時，不要硬壓入。即使使用連接器，因安裝不良，也有可能給軸加上比允許負荷還大的負荷，或造成撥芯現象，因此，要特別注意。

軸承壽命與使用條件有關，受軸承荷重的影響特別大。如軸承負荷比規(guī)定荷重小，可大大延長軸承壽命。

不要將旋轉編碼器進行拆解，這樣做將有損防油和防滴性能。防滴型產品不宜長期浸在水、油中，表面有水、油時應擦拭干凈。

振動

加在旋轉編碼器上的振動，往往會成為誤脈沖發(fā)生的原因。因此，應對設置場所、安裝場所加以注意。每轉發(fā)生的脈沖數越多，旋轉槽圓盤的槽孔間隔越窄，越易受到振動的影響。在低速旋轉或停止時，加在軸或本體上的振動使旋轉槽圓盤抖動，可能會發(fā)生誤脈沖。

關于配線和連接

誤配線，可能會損壞內部回路，故在配線時應充分注意：

配線應在電源OFF狀態(tài)下進行，電源接通時，若輸出線接觸電源，則有時會損壞輸出回路。

若配線錯誤，則有時會損壞內部回路，所以配線時應充分注意電源的極性等。

若和高壓線、動力線并行配線，則有時會受到感應造成誤動作成損壞，所以要分離開另行配線。

延長電線時，應在10m以下。并且由于電線的分布容量，波形的上升、下降時間會較長，有問題時，采用施密特回路等對波形進行整形。

為了避免感應噪聲等，要盡量用短距離配線。向集成電路輸入時，特別需要注意。

電線延長時，因導體電阻及線間電容的影響，波形的上升、下降時間加長，容易產生信號間的干擾（串音），因此應用電阻小、線間電容低的電線（雙絞線、屏蔽線）。

對于HTL的帶有對稱負信號輸出的編碼器，信號傳輸距離可達300米 [1]  。

原理特點

編輯

旋轉編碼器是集光機電技術于一體的速度位移傳感器。

增量式

增量式編碼器軸旋轉時，有相應的相位輸出。其旋轉方向的判別和脈沖數量的增減，需借助后部的判向電路和計數器來實現。其計數起點可任意設定，并可實現多圈的無限累加和測量。還可以把每轉發(fā)出一個脈沖的Z信號，作為參考機械零位。當脈沖已固定，而需要提高分辨率時，可利用帶90度相位差A，B的兩路信號，對原脈沖數進行倍頻。

值

值編碼器軸旋轉器時，有與位置一一對應的代碼（二進制，BCD碼等）輸出，從代碼大小的變更即可判別正反方向和位移所處的位置，而無需判向電路。它有一個零位代碼，當停電或關機后再開機重新測量時，仍可準確地讀出停電或關機位置地代碼，并準確地找到零位代碼。一般情況下值編碼器的測量范圍為0～360度，但特殊型號也可實現多圈測量。

正弦波

正弦波編碼器也屬于增量式編碼器，主要的區(qū)別在于輸出信號是正弦波模擬量信號，而不是數字量信號。它的出現主要是為了滿足電氣領域的需要－用作電動機的反饋檢測元件。在與其它系統(tǒng)相比的基礎上，人們需要提高動態(tài)特性時可以采用這種編碼器。

為了保證良好的電機控制性能，編碼器的反饋信號必須能夠提供大量的脈沖，尤其是在轉速很低的時候，采用傳統(tǒng)的增量式編碼器產生大量的脈沖，從許多方面來看都有問題，當電機高速旋轉（6000rpm）時，傳輸和處理數字信號是困難的。

在這種情況下，處理給伺服電機的信號所需帶寬（例如編碼器每轉脈沖為10000）將很容易地超過MHz門限；而另一方面采用模擬信號大大減少了上述麻煩，并有能力模擬編碼器的大量脈沖。這要感謝正弦和余弦信號的內插法，它為旋轉角度提供了計算方法。這種方法可以獲得基本正弦的高倍增加，例如可從每轉1024個正弦波編碼器中，獲得每轉超過1000，000個脈沖。接受此信號所需的帶寬只要稍許大于100KHz即已足夠。內插倍頻需由二次系統(tǒng)完成 [1]  。

輸出信號

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信號序列

一般編碼器輸出信號除A、B兩相（A、B兩通道的信號序列相位差為90度）外，每轉一圈還輸出一個零位脈沖Z。

當主軸以順時針方向旋轉時，按下圖輸出脈沖，A通道信號位于B通道之前；當主軸逆時針旋轉時，A通道信號則位于B通道之后。從而由此判斷主軸是正轉還是反轉。

正弦輸出編碼器輸出的差分信號如下圖所示：

零位信號

編碼器每旋轉一周發(fā)一個脈沖，稱之為零位脈沖或標識脈沖，零位脈沖用于決定零位置或標識位置。要準確測量零位脈沖，不論旋轉方向，零位脈沖均被作為兩個通道的高位組合輸出。由于通道之間的相位差的存在，零位脈沖僅為脈沖長度的一半。

預警信號

有的編碼器還有報警信號輸出，可以對電源故障，發(fā)光二極管故障進行報警，以便用戶及時更換編碼器。

NPN/PNP開路集電極輸出（NPN/PNP Open Collector)

NPN開路集電極輸出

基本的輸出方式，抗*力差，輸出有效距離短。在旋轉編碼器中用于增量型編碼器輸出，現已較少使用。

傳輸介質：所有導線，光纖，無線電

高頻特性：佳

右圖為NPN開路集電集輸出。

線驅動（TTL/RS422）

線驅動

對稱的正負信號輸出，抗*力強，大傳輸距離1000m.

傳輸介質：雙絞線

高頻特性：佳

在旋轉編碼器乃至現今工業(yè)控制系統(tǒng)作為電氣連接接口使用非常普遍。

推挽輸出（Push-Pull)

組合了PNP和NPN兩種輸出，對稱的正負信號輸出，可以方便地駁接單端接收，抗*力強，（差分接收）；大傳輸距離100m。

傳輸介質：雙絞線（差分接收）；所有導線，光纖，無線電（單端接收）。

高頻特性：好

其它

其它的接口方式還有RS232（C），RS485以及編碼器常用的SSI，各種現場總路線（如Profibus,Devicenet,CANopen等） [1]  。

常用術語

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輸出脈沖數/轉

旋轉編碼器轉一圈所輸出的脈沖數發(fā)，對于光學式旋轉編碼器，通常與旋轉編碼器內部的光柵的槽數相同（也可在電路上使輸出脈沖數增加到槽數的2倍4倍）。

分辨率

分辨率表示旋轉編碼器的主軸旋轉一周，讀出位置數據的大等分數。值型不以脈沖形式輸出，而以代碼形式表示當前主軸位置（角度）。與增量型不同，相當于增量型的“輸出脈沖/轉” 。

光柵

光學式旋轉編碼器，其光柵有金屬和玻璃兩種。如是金屬制的，開有通光孔槽；如是玻璃制的，是在玻璃表面涂了一層遮光膜，在此上面沒有透明線條（槽）。槽數少的場合，可在金屬圓盤上用沖床加工或腐蝕法開槽。在耐沖擊型編碼器上使用了金屬的光柵，它與金屬制的光柵相比不耐沖擊，因此在使用上請注意，不要將沖擊直接施加于編碼器上。

大響應頻率是在1秒內能響應的大脈沖數（例：大響應頻率為2KHz，即1秒內可響應2000個脈沖）

公式如下：

大響應轉速（rpm）/60×（脈沖數/轉）=輸出頻率Hz

大響應轉速是可響應的高轉速，在此轉速下發(fā)生的脈沖可響應公式如下：

大響應頻率（Hz）/ （脈沖數/轉）×60=軸的轉速rpm

輸出波形輸出脈沖（信號）的波形。

輸出信號相位差

二相輸出時，二個輸出脈沖波形的相對的的時間差。

輸出電壓

指輸出脈沖的電壓。輸出電壓會因輸出電流的變化而有所變化。各系列的輸出電壓請參照輸出電流特性圖

起動轉矩

使處于靜止狀態(tài)的編碼器軸旋轉必要的力矩。一般情況下運轉中的力矩要比起動力矩小。

軸允許負荷

表示可加在軸上的大負荷，有徑向和軸向負荷兩種。徑向負荷對于軸來說，是垂直方向的，受力與偏心偏角等有關；軸向負荷對軸來說，是水平方向的，受力與推拉軸的力有關。這兩個力的大小影響軸的機械壽命

軸慣性力矩

該值表示旋轉軸的慣量和對轉速變化的阻力

轉速

該速度指示編碼器的機械載荷限制。如果超出該限制，將對軸承使用壽命產生負面影響，另外信號也可能中斷。

格雷碼

格雷碼是高級數據，因為是單元距離和循環(huán)碼，所以很安全。每步只有一位變化。數據處理時，格雷碼須轉化成二進制碼。

工作電流

指通道允許的負載電流。

工作溫度

參數表中提到的數據和公差，在此溫度范圍內是保證的。如果稍高或稍低，編碼器不會損壞。當恢復工作溫度又能達到技術規(guī)范

工作電壓

編碼器的供電電壓 [1] 

安裝事項

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要避免與編碼器剛性連接，應采用板彈簧。
　　安裝時編碼器應輕輕推入被套軸，嚴禁用錘敲擊，以免損壞軸系和碼盤。
　　長期使用時，請檢查板彈簧相對編碼器是否松動；固定倍恩編碼器的螺釘是否松動。
　　實心軸編碼器
　　編碼器軸與用戶端輸出軸之間采用彈性軟連接，以避免因用戶軸的串動、跳動而造成BEN編碼器軸系和碼盤的損壞。
　　安裝時請注意允許的軸負載。
　　應保證編碼器軸與用戶輸出軸的不同軸度<0.20mm，與軸線的偏角<1.5°。
　　安裝時嚴禁敲擊和摔打碰撞，以免損壞軸系和碼盤。
　　電器方面
　　接地線應盡量粗，一般應大于φ3。
　　編碼器的信號線不要接到直流電源上或交流電流上，以免損壞輸出電路。
　　編碼器的輸出線彼此不要搭接，以免損壞BEN編碼器輸出電路。
　　與編碼器相連的電機等設備，應接地良好，不要有靜電。
　　開機前，應仔細檢查，產品說明書與BEN編碼器型號是否相符，接線是否正確。
　　配線時應采用屏蔽電纜。
　　長距離傳輸時，應考慮信號衰減因素，選用輸出阻抗低，抗*力強的輸出方式。
　　避免在強電磁波環(huán)境中使用。
　　環(huán)境方面
　　編碼器是精密儀器，使用時要注意周圍有無振源及干擾源。
　　請注意環(huán)境溫度、濕度是否在儀器使用要求范圍之內。
　　不是防漏結構的編碼器不要濺上水、油等，必要時要加上防護罩是相對于增量而言的，顧名思義，所謂就是編碼器的輸出信號在一周或多周運轉的過程中，其每一位置和角度所對應的輸出編碼值都是一對應的，如此，便具備掉電記憶之功能也。 
　　編碼器由機械位置決定的每個位置是一的，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 [2]  。

應用

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本系統(tǒng)采用相對計數方式進行位置測量。運行前通過編程方式將各信號，如換速點位置、平層點位置、制動停車點位置等所對應的脈沖數，分別存入相應的內存單元，在電梯運行過程中，通過旋轉編碼器檢測、軟件實時計算以下信號:電梯所在層樓位置、換速點位置、平層點位置，從而進行樓層計數、發(fā)出換速信號和平層信號。
　　電梯運行中位移的計算如下:H=SI
　　式中S:脈沖當量 I:累計脈沖數 H:電梯位移
　　S=πλD/Pρ
　　D:曳引輪直徑 ρ:PG卡的分頻比 λ:減速器的減速比
　　P:旋轉編碼器每轉對應的脈沖數
　　本系統(tǒng)中λ=1/32　 D=580mm
　　Ned=1450r/min P=1024 ρ=1/18
　　代入S=πλD/Pρ 得S=1.00 mm/脈沖
　　設樓層的高度為4m，則各樓層平層點的脈沖數為:1樓為0;2樓為4000;3樓為8000;4樓為12000。
　　設換速點距樓層為1.6米，則各樓層換速點的脈沖數為:上升:1樓至2樓為2400，2樓至3樓為6400，3樓至4樓為10400;下降:4樓至3樓為9600，3樓至2樓為5600，2樓至1樓為1600 [1]  。

脈沖編碼器

 編輯 討論

脈沖編碼器是一種光學式位置檢測元件，編碼盤直接裝在電機的旋轉軸上，以測出軸的旋轉角度位置和速度變化，其輸出信號為電脈沖。

中文名

脈沖編碼器

性    質

光學式位置檢測元件

檢測方式

非接觸式

分    類

分為接觸式、光電式、電磁式三種

目錄

1. 1 優(yōu)缺
2. 2 分類
3. 3 應用

優(yōu)缺

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優(yōu)點是無摩擦和磨損，驅動力矩小，響應速度快。缺點是抗污染能力差，容易損壞。

分類

編輯

根據脈沖編碼器的結構和檢測方式，可分為接觸式、光電式、電磁式三種。 [1]  根據其刻度方法及信號輸出形式，可分為增量式、式以及混合式三種。

應用

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脈沖編碼器是一種角位移傳感器，同時也作為速度檢測 [2]  裝置用于速度檢測，它能夠把機械轉角變成電脈沖。脈沖編碼器可分為光電式、接觸式和電磁式三種，其中，光電式應用比較多。 [3] 

參考資料

磁電編碼器

 編輯 討論

磁電編碼器，是將電信號或數據轉換成為可用以通訊、傳輸和存儲的信號形式的設備。

中文名

磁傳感器

外文名

Magnetoelectric encoder

電    壓

5-30V

目錄

1. 1 簡介
2. 2 增量式輸出編碼器

1. 3 值輸出編碼器
2. 4 市場應用

1. ? 通用尺寸
2. ? 脈沖數

簡介

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編碼器（Encoder）是將電信號或數據轉換成為可用以通訊、傳輸和存儲的信號形式的設備。編碼器按照工作原理編碼器可分為增量式和式兩類，按照本身屬性又可以分為光電編碼器和磁電編碼器。磁電編碼器是一種新型的角度或者位移測量裝置，其原理是采用磁阻或者霍爾元件對變化的磁性材料的角度或者位移值進行測量，磁性材料角度或者位移的變化會引起一定電阻或者電壓的變化，通過放大電路對變化量進行放大，通過單片機處理后輸出脈沖信號或者模擬量信號，達到測量的目的。其結構分為采樣檢測和放大輸出兩部分，采樣檢測一般采用橋式電路來完成，有半橋和全橋兩種，放大輸出一般通過三極管和運放等器件去實現。同傳統(tǒng)的光電式和光柵式編碼器相比，磁電式編碼器具有抗振動、抗腐蝕、抗污染、抗干擾和寬溫度的特性，可應用于傳統(tǒng)的光電編碼器不能適應的領域。高性能磁電式編碼器可廣泛應用于工業(yè)控制、機械制造、船舶、紡織、印刷、航空、航天、雷達、通訊、軍工等領域。

增量式輸出編碼器

編輯

1、C - 集電極開路輸出

2、L - 驅動器輸出

3、F - 互補輸出

4、E - 電壓輸出

值輸出編碼器

編輯

1、B - 二進制碼輸出

2、G - 格雷碼輸出

3、S - SSI 同步串行輸出

4、R - RS485通訊輸出

5，4-20MA輸出、RS485，profibus-dp、DEVicenet、并行、二進制碼、、BiSS、ISI、CANopen、Endat及Hiperface等

電動機編碼器

 編輯 討論

電動機編碼器編碼器是一種適用于電動機上將信號（如比特流）或數據進行編制、轉換為可用以通訊、傳輸和存儲的信號形式的設備。

中文名

電動機編碼器

應用領域

機械加工

目錄

1. 1 簡介
2. 2 重要參數
3. 3 伺服電機和編碼器的關系

簡介

編輯

伺服電機編碼器是安裝在伺服電機上用來測量磁極位置和伺服電機轉角及轉速的一種傳感器，從物理介質的不同來分，伺服電機編碼器可以分為光電編碼器和磁電編碼器，另外旋轉變壓器也算一種特殊的伺服編碼器，市場上使用的基本上是光電編碼器，不過磁電編碼器作為*，有可靠，價格便宜，抗污染等特點，有趕超光電編碼器的趨勢。伺服電機編碼器軸與機器的連接，應使用柔性連接器。另一種正余弦編碼器除了具備上述正交的sin、cos信號外，還具備一對一圈只出現一個信號周期的相互正交的1Vp-p的正弦型C、D信號，如果以C信號為sin，則D信號為cos，通過sin、cos信號的高倍率細分技術，不僅可以使正余弦編碼器獲得比原始信號周期更為細密的名義檢測分辨率，比如2048線的正余弦編碼器經2048細分后，就可以達到每轉400多萬線的名義檢測分辨率，當前很多歐美伺服廠家都提供這類高分辨率的伺服系統(tǒng)，而國內廠家尚不多見；此外帶C、D信號的正余弦編碼器的C、D信號經過細分后，還可以提供較高的每轉位置信息，比如每轉2048個位置，因此帶C、D信號的正余弦編碼器可以視作一種模擬式的單圈編碼器。 [1] 

重要參數

編輯

1、械安裝尺寸：包括定位止口，軸徑，安裝孔位;電纜出線方式;安裝空間體積;工作環(huán)境防護等級是否滿足要求。

2、分辨率：即編碼器工作時每圈輸出的脈沖數，是否滿足設計使用精度要求。

3、電氣接口：編碼器輸出方式常見有推拉輸出(F型HTL格式)，電壓輸出(E)，集電極開路(C，常見C為NPN型管輸出，C2為PNP型管輸出)，長線驅動器輸出。其輸出方式應和其控制系統(tǒng)的接口電路相匹配。

伺服電機和編碼器的關系

編輯

1、伺服驅動器和編碼器是構成伺服系統(tǒng)的兩個必要組成部分，伺服驅動器控制部分通過讀取編碼器獲得：轉子速度，轉子位置和機械位置，可以完成：

A、伺服電機的速度控制

B、伺服電機的轉矩控制

C、機械位置同步跟蹤（多個傳動點）

D、定點停車

2、編碼器類型非常多，較常用的是值編碼器、增量編碼器和旋轉變壓器，還有一些更高的通訊編碼器。對于伺服來講，要想獲得非常高的性能和精度，必須提高編碼器的分辨率，常用的伺服編碼器2000－2500線（脈沖數/轉），但線數越高，編碼器價格就越貴，所以必須了解控制系統(tǒng)的要求，以選擇合適的編碼器

3、對于增量性編碼器，較為常用，但大的問題是：掉電位置丟失，所以要保持掉電位置，可以采用值編碼器；如果機械振動大，則選用光電編碼器就不合適了，這是需采用旋轉變壓器。 [2] 

機床旋轉編碼器

 編輯 討論

機床旋轉編碼器屬于編碼器中較為特殊的一種，它通過光電轉換，可將輸出軸的角位移、角速度等機械量轉換成相應的電脈沖以數字量輸出，用來測量轉速并配合PWM技術可以實現快速調速，是工業(yè)中常用的電機定位設備，可以精確的測試電機的角位移和旋轉位置。

中文名

機床旋轉編碼器

應用領域

機械加工

測量對象

角位移和旋轉位置

目錄

1. 1 優(yōu)點
2. 2 機床旋轉編碼器的種類

1. ? 光式電編碼器
2. ? 磁式編碼器
3. 3 工作原理

1. 4 編碼器的特點

優(yōu)點

編輯

1、信息化：除了定位，控制室還可知道其具體位置。

2、柔性化：定位可以在控制室柔性調整。

3、現場安裝的方便和安全。

4、長壽：拳頭大小的一個旋轉編碼器，可以測量從幾個μ到幾十幾百米的距離，n個工位，只要解決一個旋轉編碼器的安全安裝問題，可以避免諸多接近開關、光電開關在現場機械安裝麻煩，容易被撞壞和遭高溫、水氣困擾等問題。由于是光電碼盤，無機械損耗，只要安裝位置準確，其使用壽命往往很長。

5、多功能化：除了定位，還可以遠傳當前位置，換算運動速度，對于變頻器，步進電機等的應用尤為重要。

6、經濟化：對于多個控制工位，只需一個旋轉編碼器的成本，以及更主要的安裝、維護、損耗成本降低，使用壽命增長，其經濟化逐漸突顯出來。

機床旋轉編碼器的種類

編輯

光式電編碼器

光電編碼器是一種通過光電轉換將輸出軸上的機械幾何位移量轉換成脈沖或數字量的傳感器，是目前應用多的傳感器。一般的光電編碼器主要由光柵盤和光電檢測裝置組成。

光柵盤是在一定直徑的圓板上等分地開通若干個長方形孔，由于光電碼盤與電動機同軸，電動機旋轉時，光柵盤與電動機同速旋轉．經發(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就能反映當前電動機的轉速。此外，為判斷旋轉方向，碼盤還可提供相位相差90°的2個通道的光碼輸出，根據雙通道光碼的狀態(tài)變化確定電機的轉向。

光電編碼器一般檢測精度相對較高，但在戶外及惡劣環(huán)境下使用時需要較高的防護要求，并且不適宜在凝露的環(huán)境中使用。

磁式編碼器

磁性編碼器主要部分由磁阻傳感器、磁鼓、信號處理電路組成。將磁鼓刻錄成等間距的小磁極，磁極被磁化后，旋轉時產生周期分布的空間漏磁場。

磁傳感器探頭通過磁電阻效應將變化著的磁場信號轉化為電阻阻值的變化，在外加電勢的作用下，變化的電阻值轉化成電壓的變化，經過后續(xù)信號處理電路的處理，模擬的電壓信號轉化成計算機可以識別的數字信號，實現磁旋轉編碼器的編碼功能。

磁鼓充磁的目的是使磁鼓上的一個個小磁極被磁化，這樣在磁 鼓隨著電動機旋轉時，磁鼓能產生周期變化的空間漏磁，作用于磁電阻之上。實現編碼功能。

同光學檢測原理相比，磁電式檢測原理具有抗振動、抗污染等特點，可應用于傳統(tǒng)的光電編碼器不能適應的領域。 [1] 

工作原理

編輯

由一個中心有軸的光電碼盤，其上有環(huán)形通、暗的刻線，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與反轉，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量級，塑料碼盤是經濟型的，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，一般在每轉分度5~10000線。

編碼器的特點

編輯

1、編碼器的輸入端子數N（要進行編碼的信息的個數）與輸出端子數n（所得編碼的位數）之間應滿足關系式N≤2n。

2、編碼器的每個輸入端都代表一個二進制數、十進制數或其它信息符號，而且在N個輸入端中每次只允許有一個輸入端輸入信號（輸入低電平有效或輸入高電平有效），輸出為相應的二進制代碼或二－十進制代碼（BCD碼）。

3、正確使用編碼器的控制端，可以用來擴展編碼器的功能。 [2] 

參考資料

軸角編碼器

 編輯 討論

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軸角編碼器是將轉軸的角位移或直線位移的模擬量轉變成數字量輸出的一種軸角（位）－數字轉換器

中文名

軸角編碼器

類    型

數字轉換器

分    類

電機式、電機式

結    構

一系列同心圓的軌道組成

目錄

1. 1 簡介
2. 2 結構

1. 3 分類
2. ? 電機式軸角編碼器
3. ? 機械式軸角編碼器

1. ? 光電式軸角編碼器
2. ? 磁性式軸角編碼器

簡介

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將轉軸的角位移或直線位移的模擬量轉變成數字量輸出的一種軸角（位）－數字轉換器。編碼器的數字輸出與軸角(位)成某種函數關系，通常有線性、正弦、余弦、正切、指數和對數等函數形式。

編碼器不僅能作為角度（或位移）傳感用，還可以作速度傳感用。后者不再叫做軸角編碼器而稱為速度編碼器。編碼器可根據碼盤的結構完成多種功能。

結構

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編碼器的碼盤是由一系列同心圓的軌道組成。每層軌道以從外向里按軸位代碼的二進制的權分割成等距的區(qū)段，外層軌道為低位,內層軌道為高位。圖1為二進制碼盤的圖形。二進制碼優(yōu)點是可直接進入計算機工作，但它在交界面上會出現錯讀，并且隨著碼盤輸出值的增加，讀數誤差也伴隨增大。例如在圖1中，0與15的交界面上，由于工藝和裝配的因素可能讀成1111或0000以外，任何數字都可出現，即發(fā)生非單值性，這就產生讀數誤差?？朔@個缺點可采用循環(huán)二進制碼（圖2），又稱格雷碼。循環(huán)碼在結構上一個很大優(yōu)點是低位區(qū)段的長度比二進制碼區(qū)段長度大一倍，即在同樣條件下，循環(huán)碼盤的精度比二進制碼盤高一倍，或者在相同精度和工藝條件下，循環(huán)碼盤直徑要小一半。循環(huán)碼缺點是須經過譯碼器變換后才能接入計算機工作。二進制碼盤的非單值性讀出在實際應用中還有其他方法來解決。除采用上述兩種碼制外，還有二-十進制碼，又稱BCD碼。由于增量編碼器比編碼器使用碼盤軌道少，這樣，它的導線數、滑環(huán)數、讀出器、電路和顯示元件保持低，使得系統(tǒng)可靠性增大，成本降低。因此，現代系統(tǒng)多傾向采用增量編碼器。增量編碼器主要缺點是測量僅相對于一個固定點，假如這個點有誤差，整個系統(tǒng)受損害。另一個問題是當電源出現故障時，常常導致數據丟失，須使用輔助數據記憶技術，以防止丟失。

編碼器需要與譯碼器、邏輯電路、計數器和顯示器等共同組成一個測量或指示儀表。由于數字儀表精度(±0.1~±0.0001%)比模擬儀表精度(±0.1～±5%)高，可靠性好，已廣泛應用在控制系統(tǒng)中作位置和速度的檢測以及反饋，取代其他模擬或數字傳感元件。

分類

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軸角編碼器有電機、機械、光電、磁性等形式。電機式是由旋轉變壓器（或自整角電機）和解碼網絡等電路構成；而機械式、光電式和磁性式是由碼拾取器（碼盤和敏感元件）及編碼電路構成，它們之間的區(qū)別是碼拾取器方式不同。

軸角編碼器按使用分為編碼器和增量編碼器兩種。編碼器給出某些一的角度量的數據。它需要一個二-十進制的邏輯電路,普通電路是以與門電路為基礎。由這種編碼器構成的儀表瞬時位置是的，在軍事上應用較多，如雷達天線位置的指示等。增量編碼器給出角度量是通過某些固定參考點來表示，它需要一個較高速度且能周期復位的脈沖計數器，這種編碼器在工業(yè)上應用廣泛。

電機式軸角編碼器

其原理見圖3。圖中下半部旋轉變壓器將軸角θ變成兩相電壓模擬信號。正弦模擬信號為

U1=Umsinθsinωt

它直接接到比較器上。余弦模擬信號是作為參考電壓用，經解碼網絡后得到電壓為

U2=Umcosθsinωt·D

也加到比較器上,從而引入一個輸出量D。當系統(tǒng)平衡時，由U1=U2可以得到

D=tgθ

由此式看出，轉角θ與數字量D已聯系起來，不過D寄存器的數字量不直接表示轉角θ，而是轉角θ的正切函數。這種編碼器也可以用自整角電機來替代旋轉變壓器，這時只需將自整角電機三相輸出通過兩個特殊的變壓器變換成正弦和余弦輸出。

電機式編碼器的實際組成比圖3的原理圖要復雜得多。這類編碼器的特點是，采用閉環(huán)系統(tǒng)，不受閉環(huán)內部的參數變化的影響。換句話說，既不受脈沖源頻率不穩(wěn)和波形等變化的影響，也不受交流電壓的幅值大小和頻率波動的影響。這種編碼器信號幅度大，可靠性好。其精度主要取決于電機角誤差及解碼網絡位數和比較器的鑒別力。

70年代,由兩極旋轉變壓器構成軸角編碼為12位(比特),而雙通道旋轉變壓器的軸角編碼精度達17位。若采用感應同步器取代旋轉變壓器，則精度更高。

機械式軸角編碼器

以接觸碼盤為基礎的模－數轉換器。五、六十年代得到廣泛應用。它的碼拾取器主要是由碼盤和電刷組成。碼盤采用照相腐蝕制成導電區(qū)段（圖1上黑色部分是導電區(qū)段）,之間用絕緣區(qū)段（白色部分）隔開，全部導電區(qū)段短接，里層是公共端。圖1中碼盤共5個軌道，每軌道上均放置電刷，由導線與編碼電路溝通。其精度一般為10～12位,大軸角速度約500轉/分，壽命超過25×106轉。

光電式軸角編碼器

以光學碼盤為基礎的模－數轉換器。光電式編碼器有光學碼盤(可動光盤、靜止光片)、光源和光電變換器等基本部分。光學碼盤是用玻璃、塑料或金屬制成的薄片，其上帶有透光或不透光的條紋。對一般要求的光電編碼器，其光學碼盤只需可動光盤就可；分辨率高的編碼器，其光學碼盤是由可動光盤和靜止光片組成。靜止光片用以通過或阻擋光源與光電變換器之間的光線，也可以與可動光盤組成干涉光產生疊柵條紋。光源是白熾燈、發(fā)光二極管或光導纖維傳導的光。目前，主要用發(fā)光二極管。光電變換器一般采用光敏元件組成。常用硅型器件可制成光敏二極管、三極管或光電池。為了方便使用，往往將光源與光電變換器組成一體，其間隙剛好放置可動光盤。光電式編碼器，適應性強，其精度可達21位以上，轉速達5000轉/分，壽命為109轉。雖然成本較高,但應用廣泛，特別是在空間技術領域。

磁性式軸角編碼器

采用磁飽和原理實行編碼。碼盤由含鐵素材料制成，并在上面按代碼進行磁化而形成區(qū)段；檢測器是軟磁環(huán)形體，有兩個繞組，一個作勵磁，另一個作讀取輸出。當檢測器環(huán)形體處于磁化區(qū)域，因磁化飽和產生低輸出；當檢測器環(huán)形體處于非磁化區(qū)域，因磁化不飽和而產生高輸出。其精度一般為8位,轉速高達10000轉/分以上，壽命為6×109轉。

計數器

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計數是一種較簡單基本的運算，計數器就是實現這種運算的邏輯電路，計數器在數字系統(tǒng)中主要是對脈沖的個數進行計數，以實現測量、計數和控制的功能，同時兼有分頻功能，計數器是由基本的計數單元和一些控制門所組成，計數單元則由一系列具有存儲信息功能的各類觸發(fā)器構成，這些觸發(fā)器有RS觸發(fā)器、T觸發(fā)器、D觸發(fā)器及JK觸發(fā)器等。計數器在數字系統(tǒng)中應用廣泛，如在電子計算機的控制器中對指令地址進行計數，以便順序取出下一條指令，在運算器中作乘法、除法運算時記下加法、減法次數，又如在數字儀器中對脈沖的計數等等。計數器可以用來顯示產品的工作狀態(tài)，一般來說主要是用來表示產品已經完成了多少份的折頁配頁工作。它主要的指標在于計數器的位數，常見的有3位和4位的。很顯然，3位數的計數器大可以顯示到999，4位數的大可以顯示到9999。

中文名

計數器

釋    義

運算的邏輯電路

功    能

測量、計數和控制

指    標

計數器的位數

目錄

1. 1 基本信息
2. 2 作用
3. 3 種類
4. 4 應用
5. ? 軟件簡介
6. ? 要求

基本信息

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狹義的計數器是指一些常用計時器，例如體育比賽中測試時間的計時器等，但本詞條所要介紹的并不是這種計時器，要介紹的是應用更為廣泛的時序邏輯電路中的計數器。

作用

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在數字電子技術中應用的多的時序邏輯電路。計數器不僅

計數器

能用于對時鐘脈沖計數，還可以用于分頻、定時、產生節(jié)拍脈沖和脈沖序列以及進行數字運算等。但是并無法顯示計算結果，一般都是要通過外接LCD或LED屏才能顯示。

種類

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1、如果按照計數器中的觸發(fā)器是否同時翻轉分類，可將計數器分為同步計數器和異步計數器兩種。

2、如果按照計數過程中數字增減分類，又可將計數器分為加法計數器、減法計數器和可逆計數器，隨時鐘信號不斷增加的為加法計數器，不斷減少的為減法計數器，可增可減的叫做可逆計數器。

另外還有很多種分類不一一列舉，但是較常用的是*種分類，因為這種分類可以使人一目了然，知道這個計數器到底是什么觸發(fā)方式，以便于設計者進行電路的設計。

此外，也經常按照計數器的計數進制把計數器分為二進制計數器、十進制計數器等等。

應用

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軟件簡介

計數器應用包括通話、短信、數據等類別的記錄，

并支持用戶自主選擇清零日期，以及按照類別添加提醒數值，如用戶可以選擇每月任一一天，或者*天、后一天作為記錄循環(huán)清零日，同時添加通話時長、短信條數、數據流量數量的提醒節(jié)點。

計數器的應用極為廣泛，不僅能用于計數，還可用于分頻、定時，以及組成各種檢測電路和控制電路。

為了使用方便，在有些單片集成計數器上還附加了異步置零、預置數、保持等功能，并設置了相應的控制端。

脈沖計數器

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本詞條由“科普中國”科學百科詞條編寫與應用工作項目 審核 。

計數器是 [1]  數字系統(tǒng)中用得較多的基本邏輯器件。計數器采用全自動貼片封裝工藝，具有很強的抗*力，并具有多種輸出功能和控制功能，多種計數模式，廣泛運用于電力、石化、冶金、輕工、制藥、航空等諸多領域。

中文名

脈沖計數器

外文名

  pulse counter;

應    用

電力、石化、冶金、輕工、制藥等

基本功能

實現計數操作

目錄

1. 1 產品簡介
2. 2 分類
3. ? 同步計數器
4. ? 異步計數器

1. ? 二進制計數器
2. ? 十進制計數器
3. ? 加法計數器
4. ? 減法計數器
5. ? 可逆計數器

1. 3 用處
2. 4 技術要求
3. 5 電氣參數

產品簡介

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脈沖計數器的基本功能是統(tǒng)計 [2]  時鐘脈沖的個數，即實現計數操作，它也可用于分頻、定時、產生節(jié)拍脈沖和脈沖序列等。例如，計算機中的時序發(fā)生器、 [3]  分頻器、指令計數器等都要使用計數器。

分類

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計數器的種類很多。按構成計數器中的各觸發(fā)器是否使用一個時鐘脈沖源來分，可分為同步計數器和異步計數器；

同步計數器

實現是將計數脈沖引至所有的 [4]  觸發(fā)器的CP端，使應翻轉的觸發(fā)器能夠同時的翻轉；

對于同步計數器，由于時鐘脈沖同時作用于各個觸發(fā)器，克服了異步觸發(fā)器所遇到的觸發(fā)器逐級延遲問題。于是大大提高了計數器工作頻率，各級觸發(fā)器輸出相差小，譯碼時能避免出現尖峰；但是如果同步計數器級數增加，就會使得計數脈沖的負載加重。

異步計數器

實現是不將計數脈沖引至所有的觸發(fā)器的CP端，而是將其它的觸發(fā)器的輸出引至其他的觸發(fā)器的CP端，是不同時發(fā)生的。

與同步計數器相比較，由于觸發(fā)器不是共用同一個時鐘源，觸發(fā)器的翻轉不能同時發(fā)生，所以工作速度慢。

按進位體制的不同，可分為二進制計數器、十進制計數器和任意進制計數器；

二進制計數器

按二進制數運算規(guī)律進行計數的電路稱作二進制計數器。

十進制計數器

按十進制數運算規(guī)律進行計數的電路稱作十進制計數器。

任意進制計數器

二進制計數器和十進制計數器之外的其它進制計數器統(tǒng)稱為任意進制 [5]  計數器。

二進制計數器是結構較簡單的計數器，但應用很廣 。

按計數過程中數字增減趨勢的不同，可分為加法計數器、減法計數器和可逆計數器；還有可預制數和可編計數器等等。

加法計數器

當其為低電平時計數器進行加計數。

減法計數器

當其為高電平時計數器進行減計數。

可逆計數器

可以進行正向和反向計數的計數器。

除了有復位端，還有兩個計數端，一個為正計數端，一個為減計數端。

其工作情況是，初始狀態(tài)，或復位端ON時，現值為0，不計數。復位端OFF，允許計數。正端從OFF到ON，正計數，計數現值加1；負端從OFF到ON，減計數，計數現值減1。

用處

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脈沖計數器當前應用范圍主要有電表、水表、煤氣表以及光電等等；下面就依水表計數模塊簡要講述一下計數器的基本功能、操作方法及其技術參數等。

1、 水表脈沖自動計數功能。通訊時不妨礙計數；

2、 具有RS485自由協議或ModBus協議通訊功能；

3、 斷電保持數據功能；

4、 通過計算機軟件對模塊內的地址、數據寫功能和數據讀功能；

5、 故障診斷輸出功能；

6、 水表模塊一般安裝在現場，需要防水、防潮、防凍、防高溫。具有抗*力；

技術要求

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1、 水表脈沖一般為干簧管信號，水表計數要防止抖動、不丟脈沖。在程序設計時，脈沖計數的優(yōu)先級要大于其他程序的優(yōu)先級。水表脈沖計數自動保存在模塊內的存儲器里。

2、 水表計數模塊具有RS485自由通訊協議功能或者ModBus協議通訊功能，自由通訊協議應該簡單明了，容易應用。

3、 水表計數模塊供電電源分外部供電和電池供電，并且電路板上要有容量大一點的電容。外部供電為DC24V，當用外部供電時，電池停止供電；當外部供電中斷時，電池供電，當外部供電和電池供電都中斷后，電容供電。當外部供電或者電池供電中斷后，要有報警信號輸出。電池選用市場上的通用電池。

4、 計算機根據RS485通訊協議或者ModBus通訊協議能對模塊的地址進行更改、對模塊里的數據進行設置。并能讀出模塊的地址、計數數據、報警信息等。

5、 水表模塊的封裝應防水、防潮、放靜電、防凍、防高溫，易于安裝、拆卸和維護。

6、 所有接線端子要至少能接0.5m2 線徑的RVV或BVR電纜。