Hengstler编码器应用手册之- 编码器类型
编码器应用于运动控制领域的参考指南和教程，包括编码器类型、技术、应用及安装等。此篇文章介绍编码器的类型。
编码器是一种通过响应运动来产生数字信号的传感器，主要分为两种类型：响应旋转运动的旋转编码器和响应直线运动的线性编码器。当与机械传动装置，如齿轮齿条、测量轮或主轴配合使用时，轴编码器也可以用于测量直线运动、速度和位置。编码器具有多种输出方式。增量式编码器在运动时生成一系列脉冲，用于测量速度或被反馈至计数器进行位置跟踪。而值编码器则生成多位数字编码来直接指示当前位置。
编码器用途广泛。它们可作为反馈变送器用于电机速度控制、作为传感器用于测量、切割和定位、作为输入用于速度速
率控制。下面列出了一些例子。
• 门禁装置 • 装配机器 • 机器人 • 贴标机 • 透镜研磨机 • x/y位置指示 • 分析仪 • 绘图仪 • 试验机 • 钻床 • 超声波焊接机 • 搅拌机 • 造纸机 • 医疗机械
传感技术
编码器技术分为光学和磁性感应两种。光学传感技术具有高分辨率、高速、可靠耐用的特点，适应大部分工业环境。磁感应普遍应用于恶劣工况，如炼钢厂和造纸厂，具有较高的分辨率、高速、防尘防潮、耐温耐机械冲击的特点。
光电编码器
光电编码器码盘材料有带刻线样式的玻璃，带槽的金属或塑料（用于旋转编码器）或玻璃或金属条（用于线性编码器）。LED发出的光线穿过码盘或码尺，照射到一个或多个光电探测器上，进而产生编码器输出。增量编码器有一条或多条这样的码道，而值编码器的码道数则等于其输出位数。
Hengstler编码器应用手册之- 编码器类型
磁性编码器
电磁传感技术对于工业环境中常见的灰尘、油脂、水汽和其它污染物具有*的耐受力，对于冲击和振动也是如此。磁性传感器有多种类型。一种是可变磁阻传感器，它能检测铁磁体出现或移动所造成的磁场变化。zui简单的旋转式可变磁阻传感器（通常被称作变磁阻拾音器）包括一个绕有线圈的永磁体。当轮齿经过时，线圈会产生电压脉冲。这种传感器坚固可靠、价格低廉，多用于速度测量。只有当物体以每秒180英寸或更快的速度经过其测量面时才会停止工作。
另一种类型的传感器使用一个永磁体和一个具有霍尔效应或磁阻效应的装置，在铁磁体材料出现时会产生电压或电阻变化。铁磁体材料可以是轮齿式（用于旋转编码器）或开槽金属带式（用于线性编码器）。这类传感器即使在零速时也能工作，有旋转和直线两种形式。
还有一种磁性传感器使用一个磁阻装置来检测磁鼓边缘或非磁性条上是否存在磁化“条纹”。
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值编码器和增量编码器的比较
增量编码器在每转动一圈或每产生一英寸或毫米的直线运动时就会输出一定数量的等间隔脉冲(PPR)。对于运动方向检测不太重要的应用，往往会采用单通道输出。而对于需要方向检测的应用，则会采用两通道相位有90度偏差的正交信号输出；电路根据输出信号之间的相位关系来判断运动方向。对于反向运动或需要在静止或机械振动时维持固定位置的应用，这种方法很有用。例如机器停机时出现的振动会引起单向编码器产生一系列脉冲，而控制器可能会错误地将其视为运动。如果使用正交编码器，控制器就不会出现这样的错误。当需要更高的分辨率时，计数器可以对来自一个通道的脉冲序列的上升沿和下降沿都进行计数，这样就能为每圈或每英寸的运动输出2倍(x2) 的脉冲数。对来自两个通道的上升和下降沿都进行计数则可获得4倍的分辨率。
增量编码器的输出用来指示运动。它通过计数器累计脉冲数量来确定位置。这种计数在电路瞬变导致断电或电压波动时很容易丢失。每次启动系统时，设备还要返回到参考或原始位置以初始化位置计数器。某些增量编码器也能够产生另一种被称作“标记”、“索引”或“Z通道”的信号。这种信号在轴编码器中每圈产生一次或在直线码尺中一遇到已知点就出现一次。它常被用来确定某个特点的位置，尤其是在回原点期间使用。
值编码器产生代表编码器实际位置及其速度和运动方向的数字编码。如果发生断电，它的输出在恢复供电后也是正确的，不需要像增量式编码器那样需要返回至参考位置。电路瞬变也只会产生短暂的数据错误，通常这种错误持续时间很短，不足以影响控制系统的动态性能。式编码器的分辨率由其输出字的位数决定。这种输出可以是标准二进制码或格雷码，后者每步输出仅产生1位变化以减少误差。
增量编码器和式编码器的差别就像秒表和时钟。秒表测量开始到结束所经过的增量时间，好比增量式编码器针对移动量产生一定数量的脉冲。如果你知道计时开始时的确切时间，就能通过与经过时间相加得到计时停止时的时间。对于位置控制，将已知的起始位置加上增加的脉冲数即可测出当前位置。式编码器会持续不断发送当前位置信息，就像时钟会告诉你当前时间一样。
单圈和多圈的比较
对于单圈编码器，编码器轴每转一圈的输出编码都是重复的。没有数据能够说明编码器是转动了1圈还是1000圈。对于多圈式编码器，在每一次转动期间每个轴位置的输出都是*不重复的，zui多不超过4096圈。
