起重机械设备庞大，安全要求高，关系到操作人员的生命安全和使用设备巨大的财产保护，起重机械设备的自动化和安全信息监控是行业发展的必然需求。

一、起重机械使用绝对值多圈编码器的意义

对于起重机械距离测量应用，从技术角度看，选用增量型和绝对型编码器都是可以实现的，绝对值编码器的优势更多是体现在精度性能等方面，而增量型编码器则显得更加经济实用。

1、使用增量型编码器或者单圈绝对值编码器，的确可以实现多圈位置检测和记录功能，但却是需要依赖于设备系统的正常运行才能够顺利完成的。而如果要实现位置测量数据准确性和安全可靠性，就非常有必要考虑使用多圈绝对值型编码器了，因为这将涉及到反馈编码唯一性的问题。

反馈编码的唯一性，指的是编码器在一个特定的旋转周期范围内不会出现重复的信号输出，每个角度的位置编码都是独一无二的。

在使用增量型编码器进行位置测量时，需要设备的信号输入系统，基于编码器侧反馈的连续重复脉冲进行位置计数；增量型编码器在旋转时总是在重复着相同的脉冲编码（例如：正交 A/B 相增量型编码器的输出，永远都是 A/B 相 0/1 的编码），所以其信号输出是不具备唯一性的，

2、当使用单圈绝对值型编码器处理多圈位置应用时，同样需要设备系统在获取反馈位置编码的同时，对旋转圈数进行累加计算；单圈绝对值编码器，只能在机械轴旋转一圈范围内，做到位置信号输出的唯一性；

这样一来，设备运行时各种可能发生的意外状况，如：控制程序运行异常、系统与编码器之间电气连接的断开、设备故障或断电停机、信号线路干扰 ... 等，都将造成检测运算中位置计数和圈数累加的错误或清零，从而相当于中断了位置测量的进程。因此，一旦出现上述这些情况，就必须在系统恢复时，对编码器所在的位置轴进行原点校准的初始化操作，但这在起重机械操作规程中是不允许发生的，这增加了起重机械设备的不安全性和出事故的概率。

3、而使用多圈绝对值编码器进行位置测量，只要其目标量程（即测量行程）在编码器圈数范围内，设备系统就可以无需进行任何位置计数和圈数累加方面的算法处理，直接引用编码器输出的反馈数据。在其多圈旋转范围内不会出现重复的位置信号输出，所有的值都是唯一的。

换句话说，起重机械位置测量仅取决于编码器的反馈输出，而与电气控制系统无关，无论出现上述哪种电气系统方面的意外故障，都不会因中断检测运算进程，而影响最终位置测量结果。这将帮助用户省去设备恢复运行时那些复杂的原点校准初始化操作，提升安全可靠性能和运营效率。  

这种独立、稳定的位置检测性能，其实就是起重机械使用多圈绝对值编码器的意义和价值所在。

二、多圈绝对值编码器的分类   

多圈绝对值编码器实现多圈圈数检测的方法主要包括：电池加计数寄存器、机械齿轮旋转编码、韦根原理计数...等等。

1、电池加计数寄存器的原理其实很简单，就是利用在编码器内部加装的寄存器，记录和储存编码器旋转时圈数的累加或递减；而电池的作用，则是为了确保编码器在断电的时候，也依然能够持续做到对圈数的累计和记录。很多传统的日系编码器都会采用此项技术。

2、机械齿轮的多圈编码器内部会有一个类似钟表齿轮的齿轮传动结构，即一串与主机械轴逐级咬合的减速齿轮组，每一级齿轮都与上一级齿轮和主机械轴之间有着整数倍的减速比关系。通过识别每个齿轮的旋转角度位置，即可以实现对编码器主机械轴旋转圈数的检测。

机械齿轮的多圈编码器输出的绝对位置反馈，是基于当前机械物理传动机构直接测得的，而不是根据历史记录计算出来的，无需电池，更不会受到线路干扰、程序错误...等外界环境的影响，从位置检测的源头做到了信号反馈的安全性、可靠性、唯一性。

3、为了满足用户对多圈绝对值编码器低成本、无电池的需求，这几年市面上开始出现一种基于“韦根效应”的多圈绝对值编码器技术。将基于韦根效应制成的韦根线圈置于磁性编码器内并靠近机械轴上的末端磁铁，就可以借助磁场旋转在线圈两端激发出来的电脉冲，触发其内部寄存器的计数累加动作，从而实现对磁性编码器的圈数检测。

基于韦根效应的多圈绝对值编码器，其多圈圈数检测的基本原理和前面说的电池加计数寄存器的方式是一样的，只是因为使用了韦根线圈，让圈数累计不再需要依赖于电池供电和码盘读数。不过这仍然无法改变其位置编码是基于历史数据计算出来的事实。寄存器内圈数和位置记录因线路干扰、存储失效、计数错误...等电气或软件原因而意外丢失，进而造成编码器多圈绝对值反馈功能的失效。

韦根的宣传卖点是“没有电池”，但是它的电子多圈计数加记忆的本质其实与电池记忆是一样的，都是在停电后仍然需要计数，只是改用自发电微能量，是比电池更不确定的韦根自发电微弱能量。根据能量守恒定律，自发电的能量来自于编码器转轴的动能，又根据物理学原理，停电后的旋转动能跟转速有关，这对使用者是不确定的，韦根自发电微弱的信号与能量也许刚刚够计数，却无力抵抗在磁场零点附近模糊与扰动的影响出错。

就目前看，机械多圈的绝对值编码器更适合用于起重机械这一类对安全性可靠性要求严苛的位置检测应用；需要位置反馈具备较高的动态响应特性，比较可靠的做法，还是使用机械齿轮式的多圈绝对值编码器。