增(zeng)(zeng)量(liang)式(shi)旋(xuan)轉(zhuan)編碼器(qi)通過內部兩個光敏接(jie)受(shou)管轉(zhuan)化其(qi)(qi)角(jiao)度(du)碼盤(pan)的時序和(he)相位關系，得到(dao)其(qi)(qi)角(jiao)度(du)碼盤(pan)角(jiao)度(du)位移(yi)量(liang)增(zeng)(zeng)加（正方(fang)向）或減少（負方(fang)向）。在(zai)接(jie)合數(shu)字電路特(te)別是單片機后，增(zeng)(zeng)量(liang)式(shi)旋(xuan)轉(zhuan)編碼器(qi)在(zai)角(jiao)度(du)測(ce)量(liang)和(he)角(jiao)速度(du)測(ce)量(liang)較絕對(dui)式(shi)旋(xuan)轉(zhuan)編碼器(qi)更具有廉價和(he)簡易的優勢。

下面對增量式旋轉編碼器的內部工作原理（附圖）

A,B兩點對應(ying)兩個光敏接受(shou)管(guan)，A,B兩點間距(ju)為 S2 ,角(jiao)度碼盤的光柵間距分別為(wei)S0和S1。

當(dang)角度碼盤(pan)以某(mou)個速(su)度勻(yun)速(su)轉動時，那么可知(zhi)輸出波(bo)形(xing)圖中的S0：S1：S2比值(zhi)與實際圖(tu)的(de)S0：S1：S2比值相同，同理角度碼盤以其他(ta)的速(su)度勻(yun)速(su)轉動(dong)時，輸出波(bo)形圖中的S0：S1：S2比值與實際(ji)圖的(de)S0：S1：S2比值仍相同。如果角(jiao)度碼(ma)盤做變(bian)速運動(dong)(dong)(dong)，把(ba)它看(kan)成為多個運動(dong)(dong)(dong)周(zhou)期（在下(xia)面定(ding)義）的組合，那么每(mei)個運動(dong)(dong)(dong)周(zhou)期中輸出(chu)波形(xing)圖中的S0：S1：S2比值與實際圖的S0：S1：S2比(bi)值(zhi)仍相同。

通過(guo)輸(shu)出(chu)波形圖可(ke)知每個運動周期的時序為

我(wo)們把當前的A,B輸出值保存起(qi)來，與下(xia)一個A,B輸出值做比較，就可以(yi)輕易的(de)(de)得出角(jiao)度(du)碼盤(pan)的(de)(de)運動方向，

如(ru)果光柵格S0等于S1時(shi)，也就是S0和S1弧度夾角相同，且(qie)S2等于(yu)S0的(de)1/2，那(nei)么可得到此次角度碼盤運動(dong)位移角度為(wei)S0弧(hu)度夾角的1/2，除以(yi)所消(xiao)毫的時間，就得到(dao)此次角度碼(ma)盤運動位移角速度。

S0等于(yu)S1時，且S2等于S0的1/2時，1/4個運動周期(qi)就可以得到運動方向位和位移角度，如果S0不等于S1，S2不等于S0的(de)1/2，那么(me)要1個運動周期才可(ke)以得(de)到運動方向位(wei)和位(wei)移(yi)角(jiao)度了。

我們(men)常用的鼠標(biao)也是這個原理哦。

根(gen)據(ju)檢測原(yuan)理，編碼器可(ke)(ke)分為(wei)光學式(shi)、磁式(shi)、感應式(shi)和電容式(shi)。根(gen)據(ju)其(qi)刻度方法及信號輸出形(xing)式(shi)，可(ke)(ke)分為(wei)增量式(shi)、絕對式(shi)以(yi)及混合式(shi)三種。

1.1增量(liang)式編碼器

增(zeng)量式編碼器(qi)是直接利用光電轉換原(yuan)理輸出三組方波脈沖A、B和Z相(xiang)；A、B兩(liang)組脈沖相位差(cha)90o，從而可方便(bian)地(di)判斷出旋轉方向，而Z相為(wei)每轉一(yi)個(ge)脈沖，用(yong)于(yu)(yu)基(ji)準(zhun)點定位(wei)。它的優點是原理構造(zao)簡單，機械平均壽命可在幾萬小時(shi)以上，抗干擾能(neng)力強，可靠性高(gao)，適(shi)合于(yu)(yu)長距離(li)傳輸。其(qi)缺點是無(wu)法輸出(chu)軸轉動的絕對(dui)位(wei)置信(xin)息(xi)。 

光(guang)電編碼器分類和(he)選擇

光(guang)電編(bian)碼(ma)器是利用光(guang)柵衍射原理實現位(wei)移—數字變換(huan)的，從50年(nian)代開始應(ying)用(yong)于機床(chuang)和計(ji)算儀器，因(yin)其結構簡單、計(ji)量精(jing)度高、壽命長(chang)等優點(dian)，在(zai)國內外受到重視和推廣(guang)。近年(nian)來更(geng)取(qu)得長(chang)足的發展，在(zai)精(jing)密定位、速(su)度、長(chang)度、加速(su)度、振動等方(fang)面得到廣(guang)泛的應(ying)用(yong)。

光電編碼(ma)(ma)器按編碼(ma)(ma)方式分為二類：增量式與絕對式。

1、增(zeng)量式編碼器特(te)點：

增量式(shi)編碼(ma)器轉(zhuan)軸(zhou)(zhou)旋(xuan)轉(zhuan)時(shi)，有相應的脈(mo)沖輸出，其計數(shu)(shu)(shu)起點任意設定(ding)，可(ke)實現多(duo)圈無限累加和測(ce)量。編碼(ma)器軸(zhou)(zhou)轉(zhuan)一圈會輸出固定(ding)的脈(mo)沖，脈(mo)沖數(shu)(shu)(shu)由(you)編碼(ma)器光柵的線(xian)數(shu)(shu)(shu)決(jue)定(ding)。需要提高分辯率時(shi)，可(ke)利用 90 度相位差的(de) A、B 兩(liang)路信號進行倍頻或(huo)更換高分辯(bian)率編碼器。

2、絕對式(shi)編(bian)碼器特點：

絕對(dui)式編(bian)碼(ma)器(qi)有與位置相對(dui)應的代瑪(ma)輸出，通常為二進(jin)制(zhi)碼(ma)或 BCD 碼。從代碼數大小的變化可以判別正(zheng)反方向和位移所處的位置，絕(jue)對(dui)零(ling)位代碼還可以用于停電位置記憶(yi)。絕(jue)對(dui)式編碼器的測量范(fan)圍常規為 0—360 度。

速度計(ji)與長度計(ji)一般采用(yong)增量式編碼器，以下就其參(can)數(shu)范圍作(zuo)簡要的介(jie)紹，供選型參(can)考。

（1）光柵線數：

彈性聯軸器常用規格為：

（6）安(an)裝使用及(ji)注意事項： 

編碼器屬于高(gao)精密儀器，安裝時不得敲擊(ji)和碰(peng)撞。軸端聯(lian)(lian)接避免鋼性聯(lian)(lian)接，而(er)應采用彈(dan)性聯(lian)(lian)軸器、尼龍(long)齒輪(lun)或同步帶聯(lian)(lian)接傳動。使用轉速(su)不要超(chao)過標稱轉速(su)，否則(ze)會影(ying)響電氣信號。

      光電編碼(ma)器的簡單認識

光(guang)(guang)(guang)電(dian)(dian)編碼器，是(shi)一種(zhong)通過光(guang)(guang)(guang)電(dian)(dian)轉(zhuan)換將輸出軸上的(de)機械幾何(he)位(wei)(wei)移量轉(zhuan)換成脈沖或數字量的(de)傳感(gan)(gan)器。這是(shi)目前應用(yong)最多的(de)傳感(gan)(gan)器，光(guang)(guang)(guang)電(dian)(dian)編碼器的(de)工作原理如圖所示，在圓(yuan)盤(pan)上有(you)規則地刻有(you)透(tou)(tou)光(guang)(guang)(guang)和不透(tou)(tou)光(guang)(guang)(guang)的(de)線條(tiao)，在圓(yuan)盤(pan)兩側，安放發(fa)光(guang)(guang)(guang)元(yuan)件(jian)和光(guang)(guang)(guang)敏元(yuan)件(jian)。當圓(yuan)盤(pan)旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)時，光(guang)(guang)(guang)敏元(yuan)件(jian)接收的(de)光(guang)(guang)(guang)通量隨透(tou)(tou)光(guang)(guang)(guang)線條(tiao)同步變化，光(guang)(guang)(guang)敏元(yuan)件(jian)輸出波形經過整形后變為脈沖，碼盤(pan)上有(you)之相(xiang)標志(zhi)，每(mei)轉(zhuan)一圈輸出一個(ge)脈沖。此外，為判斷旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)方(fang)向，碼盤(pan)還可提供相(xiang)位(wei)(wei)相(xiang)差90o的(de)兩(liang)路脈沖信號，如圖所示。

根據檢測原理，編碼器可分為光學式、磁式、感應式和電容式。根據其刻度方法及信號輸出形式，可分為增量式、絕對式以及混合式三種。

1、增量(liang)式編碼器是直接利用光電(dian)轉換(huan)原(yuan)理輸出三組(zu)方波脈沖A、B和Z相；A、B兩組(zu)脈(mo)沖相(xiang)位差90o，從(cong)而(er)可方(fang)便地判(pan)斷出旋轉方(fang)向，而(er)Z相為每轉(zhuan)一個脈(mo)沖(chong)，用于基準點(dian)定位(wei)。它的(de)優點(dian)是原理構造(zao)簡(jian)單，機械平(ping)均壽命(ming)可在幾萬小(xiao)時以上(shang)，抗干(gan)擾能力強，可靠性高(gao)，適合于長距(ju)離(li)傳(chuan)輸。其(qi)缺點(dian)是無(wu)法輸出軸轉(zhuan)動的(de)絕對(dui)位(wei)置信(xin)息。

2、絕(jue)對(dui)式(shi)編(bian)(bian)碼(ma)(ma)器(qi)(qi)(qi)(qi)是利用自然二(er)進(jin)(jin)制(zhi)或循(xun)(xun)環二(er)進(jin)(jin)制(zhi)（葛萊碼(ma)(ma)）方式(shi)進(jin)(jin)行光電轉(zhuan)換的(de)。絕(jue)對(dui)式(shi)編(bian)(bian)碼(ma)(ma)器(qi)(qi)(qi)(qi)與增(zeng)量式(shi)編(bian)(bian)碼(ma)(ma)器(qi)(qi)(qi)(qi)不同之(zhi)處在于圓盤(pan)上透光、不透光的(de)線條圖形，絕(jue)對(dui)編(bian)(bian)碼(ma)(ma)器(qi)(qi)(qi)(qi)可有若干編(bian)(bian)碼(ma)(ma)，根據(ju)讀出碼(ma)(ma)盤(pan)上的(de)編(bian)(bian)碼(ma)(ma)，檢(jian)測絕(jue)對(dui)位置(zhi)。編(bian)(bian)碼(ma)(ma)的(de)設計可采用二(er)進(jin)(jin)制(zhi)碼(ma)(ma)、循(xun)(xun)環碼(ma)(ma)、二(er)進(jin)(jin)制(zhi)補碼(ma)(ma)等。它(ta)的(de)特點(dian)是：

（1）可以(yi)直接讀出角度坐標的絕對值；

（2）沒有累積誤差；

（3）電源切除后(hou)位(wei)置信息(xi)不會丟失。但是分(fen)辨率是由二進制(zhi)的位(wei)數來決(jue)定的，也就(jiu)是說精度取(qu)決(jue)于位(wei)數，目前(qian)有10位(wei)、14位等多種(zhong)。

3、混合式絕對值編碼(ma)器，它(ta)輸出兩組信(xin)息(xi)(xi)：一組信(xin)息(xi)(xi)用于檢(jian)測(ce)磁極位置，帶有絕對信(xin)息(xi)(xi)功能；另一組則完全(quan)同增量式編碼(ma)器的輸出信(xin)息(xi)(xi)。

光電編碼器(qi)是一種(zhong)角度（角速度）檢測裝置，它將輸入(ru)給軸的角度量，利用(yong)光電轉換原理(li)轉換成(cheng)相應(ying)的電脈沖或(huo)數字量，具有體積小，精(jing)度高，工作可靠,接口數字化等優(you)點。它廣泛應用于數控機床、回轉臺、伺服傳(chuan)動、機器(qi)人、雷(lei)達(da)、軍事目標測定等需(xu)要檢測角度的裝(zhuang)置和設(she)備中。 

增量型和絕對值旋轉編碼(ma)器(qi)

一(yi)、增量型(xing)旋轉(zhuan)編(bian)碼器

軸的每(mei)轉動一周，增量(liang)型編碼器(qi)提供一定(ding)數量(liang)的脈(mo)沖。

周期性的(de)測(ce)量或者單位(wei)時間內的(de)脈沖(chong)計數可以用來測(ce)量移動的(de)速(su)度。

如(ru)果(guo)在(zai)一個(ge)參(can)考(kao)點后面(mian)脈(mo)沖數(shu)被累加，計算值就代表(biao)了(le)轉動角度或行(xing)程的參(can)數(shu)。雙通道(dao)編碼器輸(shu)出脈(mo)沖A、B之間(jian)相差為(wei)90O，能使接(jie)收脈(mo)(mo)沖的(de)電子設備接(jie)收軸(zhou)的(de)旋轉(zhuan)感應(ying)信號(hao)，因此可用來實現雙向(xiang)的(de)定(ding)位控制；另外(wai)，三通道增量型旋轉(zhuan)編碼器(qi)每一圈產生(sheng)一個稱(cheng)之(zhi)為零(ling)位信號(hao)的(de)脈(mo)(mo)沖（Z）。

二、增量型絕對(dui)值旋轉(zhuan)編碼器

絕對(dui)值(zhi)編(bian)(bian)碼器(qi)為每一(yi)個(ge)軸的(de)位置提供一(yi)個(ge)獨一(yi)無二的(de)編(bian)(bian)碼數字值(zhi)。特(te)別(bie)是在定位控制應用中(zhong)，絕對(dui)值(zhi)編(bian)(bian)碼器(qi)減(jian)輕了(le)電(dian)子接收設備(bei)的(de)計算任(ren)務，從而(er)省去了(le)復雜的(de)和昂貴(gui)的(de)輸入(ru)裝置：而(er)且(qie)，當(dang)機器(qi)合上(shang)電(dian)源(yuan)或電(dian)源(yuan)故(gu)障(zhang)后(hou)再(zai)接通電(dian)源(yuan)，不(bu)需要回(hui)到位置參考點，就可利用當(dang)前的(de)位置值(zhi)。

單圈絕對值(zhi)編(bian)碼器把軸細(xi)分(fen)成(cheng)規定數量的測量步，最(zui)大(da)的分(fen)辨率(lv)為13位，這(zhe)就意味著最大可區分8192個(ge)位置+多圈(quan)絕對(dui)值編(bian)碼器不僅能(neng)在一(yi)圈(quan)內測量(liang)角位移，而且能(neng)夠(gou)用多步(bu)齒輪測量(liang)圈(quan)數。多圈(quan)的圈(quan)數為12位，也就是說最大4096圈(quan)可以被(bei)識別。總的分辨率(lv)可達到25位或者33，554，432個測(ce)量步數(shu)。并行(xing)絕對值(zhi)旋轉編碼器傳輸位置值(zhi)到估算電(dian)子裝置通過幾根電(dian)纜并行(xing)傳送。