絕對(duì)值編碼器的工作原理及單圈和多圈的區(qū)別？

工作原理

絕對(duì)編碼器光碼盤上有許多道光通道刻線，每道刻線依次以2線、4線、8線、16線編排，在編碼器的每一個(gè)位置，通過(guò)讀取每道刻線的通、暗，獲得一組從2的零次方到2的n-1次方的2進(jìn)制編碼（格雷碼），這就稱為n位絕對(duì)編碼器。這樣的編碼器是由光電碼盤的機(jī)械位置決定的，它不受停電、干擾的影響。

絕對(duì)編碼器由機(jī)械位置確定編碼，它無(wú)需記憶，無(wú)需找參考點(diǎn)，而且不用一直計(jì)數(shù)，什么時(shí)候需要知道位置，什么時(shí)候就去讀取它的位置。這樣，編碼器的抗干擾特性、數(shù)據(jù)的可靠性大大提高了。

器件區(qū)別

單圈絕對(duì)值編碼器和多圈絕對(duì)值編碼器是兩種常見(jiàn)的位置編碼器，它們用于將輸入的位置信息編碼為向量表示。它們的工作原理有一些區(qū)別。

單圈絕對(duì)值編碼器（Single-Turn Absolute Value Encoder）：

單圈絕對(duì)值編碼器使用一個(gè)標(biāo)度化的角度值來(lái)表示特定位置。通常，它將一個(gè)固定范圍的位置映射到一個(gè)連續(xù)的值域。絕對(duì)值旋轉(zhuǎn)單圈絕對(duì)值編碼器，以轉(zhuǎn)動(dòng)中測(cè)量光電碼盤各道刻線，以獲取編碼，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)超過(guò)360度時(shí)，編碼又回到原點(diǎn)，這樣就不符合絕對(duì)編碼的原則，這樣的編碼只能用于旋轉(zhuǎn)范圍360度以內(nèi)的測(cè)量，稱為單圈絕對(duì)值編碼器。例如，可以將位置從0~360度映射到0~1的連續(xù)范圍。這種編碼器的主要優(yōu)勢(shì)是簡(jiǎn)單且易于實(shí)現(xiàn)，但它只能表示單個(gè)圈的位置信息，無(wú)法區(qū)分多個(gè)相同角度的位置。

多圈絕對(duì)值編碼器（Multi-Turn Absolute Value Encoder）：

多圈絕對(duì)值編碼器引入了額外的信息來(lái)表示多個(gè)圈數(shù)。它對(duì)輸入位置進(jìn)行多圈的求模操作，然后使用單圈絕對(duì)值編碼器來(lái)表示每個(gè)圈數(shù)內(nèi)的位置。測(cè)量旋轉(zhuǎn)超過(guò)360度范圍，用到多圈絕對(duì)值編碼器，編碼器生產(chǎn)運(yùn)用鐘表齒輪機(jī)械原理，當(dāng)中心碼盤旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過(guò)齒輪傳動(dòng)另一組碼盤（或多組齒輪，多組碼盤），在單圈編碼的基礎(chǔ)上再增加圈數(shù)的編碼，以擴(kuò)大編碼器的測(cè)量范圍，這樣的絕對(duì)編碼器就稱為多圈式絕對(duì)編碼器，它同樣是由機(jī)械位置確定編碼，每個(gè)位置編碼不重復(fù)，而無(wú)需記憶。例如，可以使用一個(gè)二進(jìn)制的向量來(lái)表示圈數(shù)，然后將當(dāng)前位置映射為0~1的值，并將二進(jìn)制圈數(shù)向量與該值連接起來(lái)。這樣能夠區(qū)分多個(gè)相同角度的位置，并提供更豐富的位置表示。

多圈編碼器另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是由于測(cè)量范圍大，使用往往富裕較多， 這樣在安裝時(shí)不必要費(fèi)勁找零點(diǎn)， 將某一中間位置作為起始點(diǎn)就可以了，大大簡(jiǎn)化了安裝調(diào)試難度。

總結(jié)而言，單圈絕對(duì)值編碼器適用于僅需要表示單個(gè)圈數(shù)的位置信息，而多圈絕對(duì)值編碼器則適用于需要區(qū)分多個(gè)圈數(shù)的位置信息。選擇編碼器的關(guān)鍵在于對(duì)位置信息的要求，以及對(duì)模型的應(yīng)用場(chǎng)景的理解。

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審核編輯 黃宇