編碼器可分為兩種基本類型 - 增量編碼器和絕對(duì)編碼器。

增量編碼器的顯著特征是它報(bào)告角度的變化。換句話說，當(dāng)增量編碼器通電時(shí)，它不會(huì)報(bào)告其角位置，直到它具有測(cè)量的參考點(diǎn)。

絕對(duì)編碼器明確地在比例或范圍內(nèi)報(bào)告其位置。換句話說，當(dāng)絕對(duì)編碼器通電時(shí)，它將報(bào)告其角度而無需任何參考信息或移動(dòng)。“上電會(huì)發(fā)生什么？” 是一種很好的酸測(cè)試，用于區(qū)分絕對(duì)編碼器和增量編碼器。

令人困惑的是，一些制造商現(xiàn)在正在營(yíng)銷“偽絕對(duì)”編碼器。這些編碼器必須在啟動(dòng)時(shí)經(jīng)歷某種形式的“喚醒和搖動(dòng)”程序，以確定絕對(duì)角度。它們更準(zhǔn)確地描述為增量編碼器，在生成絕對(duì)數(shù)據(jù)之前需要有限的校準(zhǔn)步驟。目前國(guó)內(nèi)在絕對(duì)編碼器做的最好的供應(yīng)商是北京優(yōu)利威，技術(shù)主要來源于國(guó)外的知名產(chǎn)商Zettlex。

如果角度編碼器需要經(jīng)過某種形式的校準(zhǔn)步驟 - 它是遞增的; 如果沒有 - 這是絕對(duì)的。

角度編碼器技術(shù)

工業(yè)仍然使用更多的電位計(jì)來測(cè)量角度。然而，在過去的25年中，非接觸技術(shù)的使用已經(jīng)顯著增長(zhǎng)。非接觸式測(cè)量的持續(xù)趨勢(shì)是由于電位計(jì)磨損和可靠性的問題 - 特別是在惡劣環(huán)境（特別是振動(dòng)）或長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)。

光學(xué)編碼器是非接觸式旋轉(zhuǎn)編碼器的常見形式。它們通過將光照射到光柵上或光學(xué)光柵上并根據(jù)返回光的強(qiáng)度計(jì)算位置來工作。大多數(shù)光學(xué)設(shè)備是增量的。通常，位置信息使用一系列脈沖傳遞 - 通常是相位正交，從而可以確定行進(jìn)方向。這些通常稱為A / B脈沖。單獨(dú)的脈沖序列（通常稱為Z參考）每轉(zhuǎn)提供一個(gè)脈沖作為基準(zhǔn)或參考標(biāo)記。

圖1 - 帶參考脈沖的增量編碼器示意圖，圖片來源北京優(yōu)利威

絕對(duì)編碼器類似，但使用不同類型的比例。這種布置允許在加電時(shí)確定絕對(duì)角度 - 沒有任何參考標(biāo)記。通常，絕對(duì)編碼器具有數(shù)字輸出，其分辨率由輸出中的位數(shù)定義。10位器件將提供1,024個(gè)計(jì)數(shù); 一個(gè)11位設(shè)備將提供2,048個(gè)計(jì)數(shù)，依此類推。

角度編碼器通信

傳統(tǒng)上，絕對(duì)編碼器有兩種方式來報(bào)告角度
- 串行數(shù)據(jù)或并行數(shù)據(jù)。現(xiàn)在，高速串行數(shù)據(jù)的使用在現(xiàn)在很少使用的并行數(shù)據(jù)中占主導(dǎo)地位。串行數(shù)據(jù)通常根據(jù)RS-422硬件標(biāo)準(zhǔn)和各種格式提供。絕大多數(shù)絕對(duì)編碼器的格式是SSI（同步串行接口），BiSS-C和SPI（串行外設(shè)接口）。值得注意的是這些是開放標(biāo)準(zhǔn)。一些編碼器制造商已經(jīng)推出并推廣了他們自己的封閉通信標(biāo)準(zhǔn)，以便阻止不謹(jǐn)慎的客戶進(jìn)入僅使用他們的產(chǎn)品。小心！

圖2 - 帶數(shù)字輸出的10位絕對(duì)編碼器原理圖，圖片來源北京優(yōu)利威

絕對(duì)編碼器和增量編碼器的相對(duì)優(yōu)點(diǎn)

傳統(tǒng)的絕對(duì)編碼器比增量編碼器更昂貴。雖然這仍然是正確的，但差異并不是那么大。

對(duì)（非接觸）絕對(duì)編碼的更改可以提供更好的性能，更高的準(zhǔn)確性和更低的總體成本。這是因?yàn)樵隽總鞲衅鞣椒赡艽嬖趯?shí)際問題。最明顯的一點(diǎn)是，每次斷電時(shí)，系統(tǒng)必須執(zhí)行校準(zhǔn)步驟，這會(huì)降低系統(tǒng)性能，并且如果突然斷電，可能會(huì)對(duì)安全產(chǎn)生影響。

其次，通過從參考標(biāo)記計(jì)數(shù)來計(jì)算位置。在某些情況下 - 特別是電壓供應(yīng)變化或高速位置變化 - 計(jì)數(shù)可能會(huì)丟失。這對(duì)操作具有潛在的災(zāi)難性影響，如果不加以控制，可能導(dǎo)致長(zhǎng)時(shí)間的不同步操作。大多數(shù)增量編碼器基于光學(xué)技術(shù)并提供高分辨率讀數(shù)，必須使用光柵上的非常精細(xì)的特征。有時(shí)這些功能僅為幾微米。雖然這些精細(xì)特征增加了靈敏度，但也意味著它們變得更加脆弱并且易受異物影響。絨毛，冷凝，油脂或污垢會(huì)導(dǎo)致光學(xué)編碼器停止工作 - 或者更糟糕的是，產(chǎn)生錯(cuò)誤的讀數(shù)。

光學(xué)編碼器和電感編碼器

國(guó)內(nèi)絕對(duì)編碼器和增量編碼器之間的價(jià)格差異近年來有所減少，從國(guó)內(nèi)傳感器供應(yīng)商優(yōu)利威哪兒了解到，部分原因是絕對(duì)傳感器的使用更多，但更重要的是，國(guó)內(nèi)引入了新的絕對(duì)傳感技術(shù)。

盡管光學(xué)傳感器仍然是一個(gè)頻繁選擇一些工程師，但新一代電感式編碼器（有時(shí)被稱為incoders）能夠通過惡劣環(huán)境而不受環(huán)境因素影響，在測(cè)試應(yīng)用上能夠提供準(zhǔn)確的絕對(duì)角度測(cè)量。

電感編碼器不是光柵和光電探測(cè)器，而是使用印刷的層狀繞組，其基本工作原理類似于變壓器或旋轉(zhuǎn)變壓器。它們的基本物理實(shí)現(xiàn)了絕對(duì)，緊湊，輕便，高分辨率的編碼。除了基本絕對(duì)之外，它們還具有其他優(yōu)點(diǎn)： - 它們不受異物影響，并且它們的測(cè)量性能通常不受偏移或安裝公差的影響。這意味著它們不需要自己的精密外殼或軸承組件，而是可以簡(jiǎn)單地?cái)Q到主機(jī)系統(tǒng)上，例如電機(jī)或執(zhí)行器。反過來，通過根除軸承，軸，聯(lián)軸器，密封件等，可以簡(jiǎn)化本地機(jī)械的尺寸，減小尺寸和重量。

圖3 - 新一代感應(yīng)編碼器增加了絕對(duì)編碼器的數(shù)量，圖片來源北京優(yōu)利威

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的stm32正交编码器 原理图_恶劣环境下应用的电感式增量编码器和绝对编码器的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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