编码器的区分 点击：21744 | 回复：197
发表于：2006-12-21 19:59:00
3楼
增量型编码器与绝对型编码器的区分
编码器如以信号原理来分，有增量型编码器,绝对型编码器。
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。
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。
A.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，衰减最小，抗干扰最佳，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。
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，这些问题如选用绝对型编码器可以解决。
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)。
绝对型编码器（旋转型）
绝对编码器光码盘上有许多道光通道刻线，每道刻线依次以2线、4线、8线、16 线。。。。。。编排，这样，在编码器的每一个位置，通过读取每道刻线的通、暗，获得一组从2的零次方到2的n-1次方的唯一的2进制编码（格雷码），这就称为n位绝对编码器。这样的编码器是由光电码盘的机械位置决定的，它不受停电、干扰的影响。
绝对编码器由机械位置决定的每个位置是唯一的，它无需记忆，无需找参考点，而且不用一直计数，什么时候需要知道位置，什么时候就去读取它的位置。这样，编码器的抗干扰特性、数据的可靠性大大提高了。
从单圈绝对值编码器到多圈绝对值编码器
旋转单圈绝对值编码器，以转动中测量光电码盘各道刻线，以获取唯一的编码，当转动超过360度时，编码又回到原点，这样就不符合绝对编码唯一的原则，这样的编码只能用于旋转范围360度以内的测量，称为单圈绝对值编码器。
如果要测量旋转超过360度范围，就要用到多圈绝对值编码器。
编码器生产厂家运用钟表齿轮机械的原理，当中心码盘旋转时，通过齿轮传动另一组码盘（或多组齿轮，多组码盘），在单圈编码的基础上再增加圈数的编码，以扩大编码器的测量范围，这样的绝对编码器就称为多圈式绝对编码器，它同样是由机械位置确定编码，每个位置编码唯一不重复，而无需记忆。
多圈编码器另一个优点是由于测量范围大，实际使用往往富裕较多， 这样在安装时不必要费劲找零点， 将某一中间位置作为起始点就可以了，而大大简化了安装调试难度。
仅供参考
编码器如以信号原理来分，有增量型编码器,绝对型编码器。
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。
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。
A.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，衰减最小，抗干扰最佳，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。
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，这些问题如选用绝对型编码器可以解决。
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)。
绝对型编码器（旋转型）
绝对编码器光码盘上有许多道光通道刻线，每道刻线依次以2线、4线、8线、16 线。。。。。。编排，这样，在编码器的每一个位置，通过读取每道刻线的通、暗，获得一组从2的零次方到2的n-1次方的唯一的2进制编码（格雷码），这就称为n位绝对编码器。这样的编码器是由光电码盘的机械位置决定的，它不受停电、干扰的影响。
绝对编码器由机械位置决定的每个位置是唯一的，它无需记忆，无需找参考点，而且不用一直计数，什么时候需要知道位置，什么时候就去读取它的位置。这样，编码器的抗干扰特性、数据的可靠性大大提高了。
从单圈绝对值编码器到多圈绝对值编码器
旋转单圈绝对值编码器，以转动中测量光电码盘各道刻线，以获取唯一的编码，当转动超过360度时，编码又回到原点，这样就不符合绝对编码唯一的原则，这样的编码只能用于旋转范围360度以内的测量，称为单圈绝对值编码器。
如果要测量旋转超过360度范围，就要用到多圈绝对值编码器。
编码器生产厂家运用钟表齿轮机械的原理，当中心码盘旋转时，通过齿轮传动另一组码盘（或多组齿轮，多组码盘），在单圈编码的基础上再增加圈数的编码，以扩大编码器的测量范围，这样的绝对编码器就称为多圈式绝对编码器，它同样是由机械位置确定编码，每个位置编码唯一不重复，而无需记忆。
多圈编码器另一个优点是由于测量范围大，实际使用往往富裕较多， 这样在安装时不必要费劲找零点， 将某一中间位置作为起始点就可以了，而大大简化了安装调试难度。
仅供参考
发表于：2006-12-21 20:01:00
4楼
绝对编码器与相对编码器
绝对编码器,顾名思义就是绝对坐标编码器。绝对编码器和相对编码器都可以工作在绝对坐标方式或相对坐标方式，这主要取决于其参数的设计（当然也可是程序里控制）。所不同的是：使用绝对编码器，当断电后，其内部保持电源仍然给编码器供电，因此，断电后旋转伺服电机，其内部是会记下坐标位置的，再次上电后的坐标就变了。而相对编码器，其内部无保持电源，断电后其坐标系不再存在，所以相对编码器必需在重新上电后回原点或原点预置；还有一个细微的差别那就是：绝对编码器，一旦接通伺服电源后，在关电的情况下，旋转伺服电机的轴，会感觉有点卡，这也是因为其内部有保持电源的原故，把伺服电源（指从伺服驱动到伺服电机的电源）拔掉后，再旋转电机轴，则无卡的现象了。因此，当绝对编码器的伺服电机插头被拆除后，必需重新设置零点。而相对编码器的伺服电机则不存在上面的情况，其插头拔下或接上（断电情况下）都是一样的。以上是个人总结，供各位参考。当然还有一个最直接的区别在于价格，绝对编码器的价格要高于相对编码器的价格很多。
绝对编码器,顾名思义就是绝对坐标编码器。绝对编码器和相对编码器都可以工作在绝对坐标方式或相对坐标方式，这主要取决于其参数的设计（当然也可是程序里控制）。所不同的是：使用绝对编码器，当断电后，其内部保持电源仍然给编码器供电，因此，断电后旋转伺服电机，其内部是会记下坐标位置的，再次上电后的坐标就变了。而相对编码器，其内部无保持电源，断电后其坐标系不再存在，所以相对编码器必需在重新上电后回原点或原点预置；还有一个细微的差别那就是：绝对编码器，一旦接通伺服电源后，在关电的情况下，旋转伺服电机的轴，会感觉有点卡，这也是因为其内部有保持电源的原故，把伺服电源（指从伺服驱动到伺服电机的电源）拔掉后，再旋转电机轴，则无卡的现象了。因此，当绝对编码器的伺服电机插头被拆除后，必需重新设置零点。而相对编码器的伺服电机则不存在上面的情况，其插头拔下或接上（断电情况下）都是一样的。以上是个人总结，供各位参考。当然还有一个最直接的区别在于价格，绝对编码器的价格要高于相对编码器的价格很多。
发表于：2006-12-21 20:56:00
5楼
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，这些问题如选用绝对型编码器可以解决。
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)。
绝对型编码器（旋转型）
绝对编码器光码盘上有许多道光通道刻线，每道刻线依次以2线、4线、8线、16 线。。。。。。编排，这样，在编码器的每一个位置，通过读取每道刻线的通、暗，获得一组从2的零次方到2的n-1次方的唯一的2进制编码（格雷码），这就称为n位绝对编码器。这样的编码器是由光电码盘的机械位置决定的，它不受停电、干扰的影响。
绝对编码器由机械位置决定的每个位置是唯一的，它无需记忆，无需找参考点，而且不用一直计数，什么时候需要知道位置，什么时候就去读取它的位置。这样，编码器的抗干扰特性、数据的可靠性大大提高了。
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，这些问题如选用绝对型编码器可以解决。
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)。
绝对型编码器（旋转型）
绝对编码器光码盘上有许多道光通道刻线，每道刻线依次以2线、4线、8线、16 线。。。。。。编排，这样，在编码器的每一个位置，通过读取每道刻线的通、暗，获得一组从2的零次方到2的n-1次方的唯一的2进制编码（格雷码），这就称为n位绝对编码器。这样的编码器是由光电码盘的机械位置决定的，它不受停电、干扰的影响。
绝对编码器由机械位置决定的每个位置是唯一的，它无需记忆，无需找参考点，而且不用一直计数，什么时候需要知道位置，什么时候就去读取它的位置。这样，编码器的抗干扰特性、数据的可靠性大大提高了。
发表于：2006-12-22 10:21:00
7楼
说明一下：以上"gagalin”介绍的前后有矛盾，上面一段介绍的绝对值编码器，是我们推荐的德国式的真实绝对值码盘刻线和真实齿轮组多圈的，不会存在轴“卡”的情况，也不会存在“当绝对编码器的伺服电机插头被拆除后，必需重新设置零点。”的情况（那算哪门子的绝对值？）。
而gagalin介绍的下面一段，则是日系的“绝对编码器”，其内部是增量值编码器先通过分辨率细分，再电池记忆而“绝对值”的，当然就会出现其描述的“绝对编码器，一旦接通伺服电源后，在关电的情况下，旋转伺服电机的轴，会感觉有点卡，这也是因为其内部有保持电源的原故，把伺服电源（指从伺服驱动到伺服电机的电源）拔掉后，再旋转电机轴，则无卡的现象了。因此，当绝对编码器的伺服电机插头被拆除后，必需重新设置零点”的情况了--这是“伪绝对”。
关于绝对值与增量值的价格，因真绝对内部要增加很多的码道和光学系统，甚至增加齿轮组，当然价格就上去了，而“伪绝对”是在增量的基础上做的，增加的器件不多（细分与电池，甚至电池有的是用外面的），相对来说就要便宜很多。
现在在真实的高精度情况下，例如每圈8192线（不是细分获得的），绝对值编码器的价格与增量值的价格已经很相近了。
而gagalin介绍的下面一段，则是日系的“绝对编码器”，其内部是增量值编码器先通过分辨率细分，再电池记忆而“绝对值”的，当然就会出现其描述的“绝对编码器，一旦接通伺服电源后，在关电的情况下，旋转伺服电机的轴，会感觉有点卡，这也是因为其内部有保持电源的原故，把伺服电源（指从伺服驱动到伺服电机的电源）拔掉后，再旋转电机轴，则无卡的现象了。因此，当绝对编码器的伺服电机插头被拆除后，必需重新设置零点”的情况了--这是“伪绝对”。
关于绝对值与增量值的价格，因真绝对内部要增加很多的码道和光学系统，甚至增加齿轮组，当然价格就上去了，而“伪绝对”是在增量的基础上做的，增加的器件不多（细分与电池，甚至电池有的是用外面的），相对来说就要便宜很多。
现在在真实的高精度情况下，例如每圈8192线（不是细分获得的），绝对值编码器的价格与增量值的价格已经很相近了。
发表于：2006-12-24 21:37:00
12楼
呵呵，我自己是做编码器的，就不便指名道姓的说别的品牌编码器怎么样了。
欧美的“伪绝对”技术与日本又不同，他是绝对与增量的混合式，由于光栅尺的宽度的限制，光学系统的码道做不多，他绝对的位数做下来就有限，也就是说，绝对值的分辨率有限，这样，他在两个绝对码值之间用增量值再细分，提高分辨率，这样，就是你说的只要移动1mm多，就找到了绝对值码值，建立绝对位置了，而高分辨率是用增量细分出来的。
我们国家的旋转编码器还可以做做，（一些普及型的），而直线编码器（光栅尺）要做好就太难了，主要是材料的热胀冷缩:码道材料与外壳、机床底架的膨胀系数要一致、光栅尺加工的设备膨胀系数一致、加工的车间的温度均匀性一致，这没有超大型投入，是做不下来的。这也就是3米以上的就更难做了。（这么长，温度变化一度，热膨胀就是多少啊。）
海德汉已在中国建立了工厂，主要就是光栅尺的装配，投了多少个亿，还只是普通精度的光栅尺装配呢。
现在这种绝对值与增量值混合型的技术用在旋转编码器上，还是比较实用的，如海德汉，STEGMANN等，在输出绝对值信号的同时（13位-16位），再输出正余弦的增量信号，供外部控制器的细分，以获得更高的分辨率，这种方法远远好于日系的“伪绝对”方法，我们引进推广的就是这种方法。
如有兴趣，我们可以提供样品试试？gemple@online.sh.cn
欧美的“伪绝对”技术与日本又不同，他是绝对与增量的混合式，由于光栅尺的宽度的限制，光学系统的码道做不多，他绝对的位数做下来就有限，也就是说，绝对值的分辨率有限，这样，他在两个绝对码值之间用增量值再细分，提高分辨率，这样，就是你说的只要移动1mm多，就找到了绝对值码值，建立绝对位置了，而高分辨率是用增量细分出来的。
我们国家的旋转编码器还可以做做，（一些普及型的），而直线编码器（光栅尺）要做好就太难了，主要是材料的热胀冷缩:码道材料与外壳、机床底架的膨胀系数要一致、光栅尺加工的设备膨胀系数一致、加工的车间的温度均匀性一致，这没有超大型投入，是做不下来的。这也就是3米以上的就更难做了。（这么长，温度变化一度，热膨胀就是多少啊。）
海德汉已在中国建立了工厂，主要就是光栅尺的装配，投了多少个亿，还只是普通精度的光栅尺装配呢。
现在这种绝对值与增量值混合型的技术用在旋转编码器上，还是比较实用的，如海德汉，STEGMANN等，在输出绝对值信号的同时（13位-16位），再输出正余弦的增量信号，供外部控制器的细分，以获得更高的分辨率，这种方法远远好于日系的“伪绝对”方法，我们引进推广的就是这种方法。
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