0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看威廉希尔官方网站 视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

旋转编码器的类型区别与应用选择

电子设计 来源:郭婷 作者:电子设计 2019-01-17 08:59 次阅读

旋转编码器是一种经过验证的常用解决方案,适用于测量旋转轴的速度、运动方向或位置。旋转编码器分为多种不同的类型,最主要的两种类型是绝对编码器和增量编码器。它们的工作原理分别如何?有哪些区别?如何为应用选择适合的类型?

编码器工作原理

顾名思义,绝对编码器会直接输出正在测量的轴的确切位置。每个旋转点都具有唯一的位置值或数据字,并在随轴一起旋转的码盘上编码。码盘上唯一代码的数量决定了位置的表示精度。编码器一旦开启,便立即使用光学电容式或磁性传感器读取代码,并生成有效的输出。而且,无需建立参考点或转动轴,传感器便能确定位置,并且即便编码器临时掉电,也能持续跟踪位置。

图 1:绝对编码器的码盘为每个位置提供唯一代码,从而实现有效的即时输出,并确定编码器的分辨率。(图片来源:CUI, Inc.)

编码器的分辨率以位表示,对应于一圈内的唯一数据字数量。绝对编码器可分为单圈和多圈两种类型,其中单圈版本提供一整圈 (360°) 的位置数据,并且在轴的每一圈旋转中重复提供。多圈类型包含一个转数计数器,能让编码器不仅输出轴位置,还能输出圈数。

下面是增量编码器:根据轴旋转时产生的脉冲来工作。输出通常是两个相位差为 90° 的方波,并且需要额外的电路对这些脉冲进行跟踪或计数。

旋转编码器的类型区别与应用选择

图 2:增量编码器产生具有 90° 相位差的脉冲波形。(图片来源:CUI, Inc.)

增量编码器的分辨率以每转脉冲数 (PPR) 表示,相当于任一方波输出的高脉冲数。您可以阅读 CUI 关于 PPR 的博客文章,了解有关此主题的更多信息

通过仔细观察图 2,您会发现其中只有四个不同的重复输出状态。因此,增量编码器必须以已知的固定位置为参考,才能提供有意义的位置信息。这个“起始”位置就是编码器的索引脉冲。然后通过跟踪旋转中相对索引脉冲的增量变化,来计算轴的绝对位置。每次开启编码器时,或在临时掉电之后,都必须执行此参照过程,因此轴必须处于旋转状态才能获得位置信息。这一过程获取位置信息的速度不及绝对编码器,因为后者无需初始旋转。

绝对式还是增量式:选择标准

绝对编码器比增量编码器更加复杂,因而价格通常也更昂贵。虽然两者的价格差距正逐渐缩小,但增量编码器通常更适合简单的速度、方向或相对位置监控。另一方面,在某些情况下,绝对编码器是更好的选择。

绝对编码器的主要优势是,它会维护轴的位置,因此可以即时获取位置数据,而无需等待完成起始或校准序列。这使得系统能够更快地启动,或者从电源故障中恢复,即便在编码器关闭期间轴位置已发生变化。

还有一种情况需要选择绝对编码器,即启动时,在任何机构激活或移动之前需要立即获得位置信息。例如,如果从起始位置沿错误的方向旋转轴,可能会损坏设备或对用户造成危险。

此外,由于绝对编码器能实时提供真实的位置,因此数字系统可通过中央通信总线轮询编码器,以最小的延迟捕捉位置。使用增量编码器来持续跟踪位置难度更大,因为它通常需要外部电路,使用正交解码跟踪所有脉冲,这会增加主机系统的开销,尤其在必须监控多个编码器的情况下更是如此。

旋转编码器的类型区别与应用选择

图 3:绝对编码器为每个码盘位置生成唯一数码“字”,相当于我们所说的分辨率。(图片来源:CUI, Inc.)

另外一个优势是,使用绝对编码器有助于减少系统受到的电气噪声干扰。与采用脉冲计数的增量编码器不同,绝对编码器允许系统从二进制输出,或以数字方式从串行总线读取经过错误校验的代码,以便计算位置。

此外,在同一个系统中组合多个绝对编码器,也比增量编码器更简单。典型示例包括工厂自动化或多轴机器人。监控多个增量编码器的输出可能变得非常复杂,需要很高的处理能力,而从绝对编码器读取的信息更易于解释,特别是当它们连接到同一条中央通信总线时。

绝对编码器的机遇

现在,您应该大致了解了绝对编码器和增量编码器之间的主要差别。下面我们介绍一些通常使用绝对编码器的应用领域。

其中,机器人是一个快速发展的领域。它正在渗透到医疗领域的众多部门,例如远程手术需要依赖大量的精确位置信息来监视和控制手术机器人的机械臂,另外还有众多工业使用案例,如自动装配、焊接、涂料喷涂等更多。展望未来,家庭助理机器人的前景尤其令人兴奋,它将受益于绝对编码器所提供的速度和易用性。

随着企业持续寻求数字化转型,增量编码器和绝对编码器之间的价格差异日渐缩小,绝对编码器的应用几乎层出不穷。在消费市场,绝对编码器也有很多机会。无论是用于控制自动门、摄像机万向架等机构,还是用于智能 HVAC 控制、工厂自动化或电动车子系统,绝对编码器都为设备设计师提供了高性能且成本日益合理的选择。

工程师提供位置反馈的首选器件

绝对编码器和增量编码器在性能、价格和用户体验方面存在差异,这意味着对于任何新产品设计而言,选择适当类型的编码器都是至关重要的。随着价格差距的缩小,威廉希尔官方网站 的持续革新,绝对编码器相对于增量编码器的优势令其成为设计师在越来越多的应用领域提供位置反馈功能的首选器件。

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 传感器
    +关注

    关注

    2550

    文章

    51043

    浏览量

    753116
  • 机器人
    +关注

    关注

    211

    文章

    28389

    浏览量

    206942
  • 编码器
    +关注

    关注

    45

    文章

    3639

    浏览量

    134436
收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    旋转编码器是如何工作的?

    旋转编码器是一种经过验证的流行解决方案,用于测量旋转轴的速度,运动方向或位置。有几种不同的类型,主要的两种是绝对编码器和增量
    发表于 01-01 07:46

    了解不同类型旋转编码器及其工作原理

    助于它用于步进/伺服电机控制、导航菜单序列和增加/减少数字的值等等。在本篇文章中,我们将了解不同类型旋转编码器及其工作原理。我们还将它连接到PIC单片机PIC16F877A,并通过旋转
    发表于 11-24 06:23

    旋转编码器电路

    旋转编码器电路
    发表于 02-09 16:18 3605次阅读
    <b class='flag-5'>旋转</b><b class='flag-5'>编码器</b>电路

    增量型编码器与绝对型编码器区别

    增量型编码器与绝对型编码器区别 编码器如以信号原理来分,有增量型编码器,绝对型编码器。   
    发表于 09-26 17:36 2606次阅读

    旋转编码器,旋转编码器是什么意思

    旋转编码器,旋转编码器是什么意思 旋转编码器概要
    发表于 03-03 15:27 2377次阅读

    旋转编码器参数_旋转编码器与plc连接

    本文主要介绍了旋转编码器参数以及与plc的连接方法。在我们选择旋转编码器的时候会有一些专业术语的参数,这些专业术语是什么含义呢?我们来了解一
    发表于 08-06 11:24 5542次阅读
    <b class='flag-5'>旋转</b><b class='flag-5'>编码器</b>参数_<b class='flag-5'>旋转</b><b class='flag-5'>编码器</b>与plc连接

    旋转编码器测量_旋转编码器安装方式

    本文主要介绍了旋转编码器测量及安装方法。旋转编码器检测直线位移方法具体如下:使用“弹性连轴”将旋转
    发表于 08-06 11:40 3936次阅读
    <b class='flag-5'>旋转</b><b class='flag-5'>编码器</b>测量_<b class='flag-5'>旋转</b><b class='flag-5'>编码器</b>安装方式

    旋转编码器拆卸方法_旋转编码器型号说明

    本文首先介绍了旋转编码器拆卸方法,其次阐述了旋转编码器更换步骤,最后介绍了旋转编码器型号说明。
    发表于 08-06 11:48 1.8w次阅读

    旋转编码器能直接换吗_旋转编码器更换注意事项

    本文首先介绍了旋转编码器更换步骤,其次介绍了旋转编码器更换注意事项,最后介绍了旋转编码器替换原则
    发表于 08-06 14:18 9777次阅读

    六种不同类型编码器 对应旋转和线性编码器有什么区别

    让我们来看看编码器的主要类型。它们按威廉希尔官方网站 、设计和编码位置的原理进行划分。增量式编码器和绝对式编码器的根本
    发表于 12-29 16:43 1w次阅读

    旋转编码器如何工作?有哪些类型

    在本文中,我们将了解不同类型旋转编码器及其工作原理。我们还将它与 Arduino 连接,并通过旋转编码器来控制整数的值,并在 16*2 L
    的头像 发表于 11-10 16:04 5752次阅读
    <b class='flag-5'>旋转</b><b class='flag-5'>编码器</b>如何工作?有哪些<b class='flag-5'>类型</b>?

    虹科干货|绝对式编码器和增量式编码器区别

    在不同的工作领域和工作中,需要使用对应的工具和产品。在处理具有旋转角度编码器的工作任务时,了解所需工具的类型是必要的。除了绝对值编码器外,还有增量式
    的头像 发表于 05-26 10:51 2159次阅读

    旋转编码器能直接换吗_旋转编码器更换注意事项

    旋转编码器更换步骤第一步,卸开电机后盖,编码器的后盖。第二步,松开编码器安装螺丝。第三步,旋转电机转子轴,使
    的头像 发表于 11-12 08:07 1677次阅读
    <b class='flag-5'>旋转</b><b class='flag-5'>编码器</b>能直接换吗_<b class='flag-5'>旋转</b><b class='flag-5'>编码器</b>更换注意事项

    旋转编码器的常见类型

    在工业自动化和精密测量领域中,旋转编码器是一种不可或缺的设备。它能够将旋转位置或旋转量转换成模拟或数字信号,为控制系统提供精确的位置和速度信息。随着威廉希尔官方网站 的不断发展,
    的头像 发表于 05-29 15:59 920次阅读

    旋转编码器类型以及选择与设计注意要点

    2024-07-23 [旋转编码器]是一种能够将旋转位置变化转换为数字信号输出的器件,它们在许多行业和应用中都有广泛的应用,包括工业自动化、机器人威廉希尔官方网站 、汽车、消费电子产品和医疗设备等领域。 在许多
    的头像 发表于 10-02 16:52 332次阅读
    <b class='flag-5'>旋转</b><b class='flag-5'>编码器</b>的<b class='flag-5'>类型</b>以及<b class='flag-5'>选择</b>与设计注意要点