編碼器是什么？主要的用途是什么？

導(dǎo)語(yǔ)：編碼器是機(jī)械設(shè)備中不可或缺的部分，能夠?qū)⑿D(zhuǎn)、線性或角度運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，方便機(jī)器人或工業(yè)設(shè)備的控制和監(jiān)測(cè)。然而，我們?cè)谶x擇編碼器時(shí)需要考慮許多參數(shù)，以確保它能夠在特定應(yīng)用中發(fā)揮出最佳性能，同時(shí)還能保持穩(wěn)定可靠。編碼器選型看哪些參數(shù)？以下是我們需要關(guān)注的關(guān)鍵參數(shù)：

1. 分辨率：分辨率代表編碼器可檢測(cè)的最小運(yùn)動(dòng)量大小，通常以線數(shù)計(jì)算。換句話說，分辨率越高，編碼器就越準(zhǔn)確，但也會(huì)增加成本。

2. 反應(yīng)速度：反應(yīng)速度是指編碼器在檢測(cè)到運(yùn)動(dòng)時(shí)的響應(yīng)能力，以微秒計(jì)算。這對(duì)于需要快速響應(yīng)的應(yīng)用非常重要。

3. 輸出信號(hào)類型：編碼器輸出信號(hào)通常以模擬或數(shù)字格式提供，我們需要根據(jù)具體應(yīng)用進(jìn)行選擇，以確保連接到設(shè)備的控制器能夠正確讀取信號(hào)。

4. 尺寸和機(jī)械安裝方式：尺寸和機(jī)械安裝方式?jīng)Q定了編碼器在設(shè)備上的安裝位置和方式，因此需要考慮設(shè)備的空間限制和安裝要求。

5. 耐用性：機(jī)械設(shè)備通常會(huì)經(jīng)受長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行和振動(dòng)，因此編碼器需要具有足夠的耐久性和抗沖擊性，以確保在運(yùn)行期間不會(huì)出現(xiàn)故障。

綜上所述，編碼器選型需要綜合考慮上述關(guān)鍵參數(shù)以及其他諸如電源類型和電氣接口等因素。當(dāng)我們了解了這些參數(shù)后，就能夠選擇最適合我們應(yīng)用的編碼器，以提高設(shè)備運(yùn)行效率和準(zhǔn)確性。

編碼器是把角位移或直線位移轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的一種裝置。前者成為碼盤，后者稱碼尺。按照讀出方式編碼器可以分為接觸式和非接觸式兩種。接觸式采用電刷輸出，一電刷接觸導(dǎo)電區(qū)或絕緣區(qū)來表示代碼的狀態(tài)是“1”還是“0”;非接觸式的接受敏感元件是光敏元件或磁敏元件，采用光敏元件時(shí)以透光區(qū)和不透光區(qū)來表示代碼的狀態(tài)是“1”還是“0”。

編碼器是把角位移或直線位移轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的一種裝置。前者成為碼盤，后者稱碼尺。按照讀出方式編碼器可以分為接觸式和非接觸式兩種。接觸式采用電刷輸出，一電刷接觸導(dǎo)電區(qū)或絕緣區(qū)來表示代碼的狀態(tài)是“1”還是“0”;非接觸式的接受敏感元件是光敏元件或磁敏元件，采用光敏元件時(shí)以透光區(qū)和不透光區(qū)來表示代碼的狀態(tài)是“1”還是“0”。編碼器從輸出數(shù)據(jù)類型上分，可以分為增量式編碼器和絕對(duì)式編碼器。

增量型：就是每轉(zhuǎn)過單位的角度就發(fā)出一個(gè)脈沖信號(hào)（也有發(fā)正余弦信號(hào)，然后對(duì)其進(jìn)行細(xì)分，斬波出頻率更高的脈沖），通常為A相、B相、Z相輸出，A相、B相為相互延遲1/4周期的脈沖輸出，根據(jù)延遲關(guān)系可以區(qū)別正反轉(zhuǎn)，而且通過取A相、B相的上升和下降沿可以進(jìn)行2或4倍頻;Z相為單圈脈沖，即每圈發(fā)出一個(gè)脈沖。一般意義上的增量編碼器內(nèi)部無存儲(chǔ)器件，故不具有斷電數(shù)據(jù)保持功能，數(shù)控機(jī)床必須通過“回參考點(diǎn)”操作來確定計(jì)數(shù)基準(zhǔn)與進(jìn)行實(shí)際位置“清零”。

絕對(duì)值型：就是對(duì)應(yīng)一圈，每個(gè)基準(zhǔn)的角度發(fā)出一個(gè)唯一與該角度對(duì)應(yīng)二進(jìn)制的數(shù)值，通過外部記圈器件可以進(jìn)行多個(gè)位置的記錄和測(cè)量。絕對(duì)值編碼器的輸出可直接反映360°范圍內(nèi)的絕對(duì)角度，絕對(duì)位置可通過輸出信號(hào)的幅值或光柵的物理編碼刻度鑒別，前者稱旋轉(zhuǎn)變壓器（Rotating Transformer）;后者稱絕對(duì)值編碼器（Absolute-value Encoder）。

從編碼器檢測(cè)原理上來分，還可以分為光學(xué)式、磁式、感應(yīng)式、電容式。常見的是光電編碼器（光學(xué)式）和霍爾編碼器（磁式）。

光電編碼器是一種通過光電轉(zhuǎn)換將輸出軸上的機(jī)械幾何位移轉(zhuǎn)換為脈沖或數(shù)字量的傳感器。光電編碼器由光碼盤和光電檢測(cè)裝置組成。光碼盤是一個(gè)具有一定直徑的圓盤，并均勻地開有若干個(gè)矩形孔。由于光電編碼器與電機(jī)同軸，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，檢測(cè)裝置檢測(cè)并輸出若干個(gè)脈沖信號(hào)。為了判斷旋轉(zhuǎn)方向，一般輸出兩組具有一定相位差的方波信號(hào)。

霍爾編碼器是一種通過磁電轉(zhuǎn)換將輸出軸上的機(jī)械幾何位移轉(zhuǎn)換為脈沖或數(shù)字量的傳感器。霍爾編碼器由霍爾碼盤和霍爾元件組成。霍爾碼盤在一定直徑的圓盤上以不同的磁極等距排列。霍爾碼盤與電機(jī)同軸。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，霍爾元件檢測(cè)并輸出幾個(gè)脈沖信號(hào)。為了判斷旋轉(zhuǎn)方向，一般輸出兩組具有一定相位差的方波信號(hào)。

編碼器是工業(yè)自動(dòng)控制中重要的反饋環(huán)節(jié)執(zhí)行元件。位置編碼器按工作方式分為絕對(duì)式和增量式兩種。絕對(duì)位置式編碼器的數(shù)據(jù)輸出一般采用串行通信的方式，由于其具有自身精度高，可直接反饋運(yùn)動(dòng)部件在系統(tǒng)中的絕對(duì)位置，角度及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并且不需要計(jì)數(shù)電路及斷電保持功能，使此類產(chǎn)品具有較高的可靠性，常用于高精度伺服運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)及精密數(shù)控機(jī)床。位置編碼器的通信速度，在一定程度上影響閉環(huán)系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)，進(jìn)而影響系統(tǒng)反饋數(shù)據(jù)的可靠性，使絕對(duì)值式編碼器成為許多技術(shù)過硬的編碼器制造廠商的主推產(chǎn)品，所以市面上以高速同步串行輸出方式作為編碼器位置信號(hào)輸出方式的廠商有許多，并且各自采用不同的信號(hào)傳輸協(xié)議。

編碼器廣泛應(yīng)用于鋼鐵工業(yè)、自動(dòng)化流水線、運(yùn)送設(shè)備、紡織機(jī)械、港口機(jī)械塑料機(jī)械、起重機(jī)械、壓力機(jī)械、玻璃機(jī)械、印刷機(jī)械、木材機(jī)械、包裝機(jī)械、機(jī)床、物流機(jī)械、輪胎機(jī)械、電梯自動(dòng)化、水泥廠工業(yè)機(jī)器人、噴碼機(jī)、工程機(jī)械等的高度、行程、角度及速度的可靠/精確測(cè)量。