某學(xué)院的學(xué)生參觀了女士參加的工廠，偶然看到工人在總裝分廠為一批電機(jī)安裝編碼器。幾個(gè)好奇的小兄弟問指導(dǎo)工人操作的技術(shù)員小D:為什么要在電機(jī)里裝編碼器？小D解釋說編碼器是個(gè)信號(hào)傳感器，將電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)傳送給電機(jī)控制器，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的調(diào)速、啟停.今天我們就用這個(gè)話題來說說電機(jī)常用的編碼器。

編碼器基本分類

編碼器是一種精密測(cè)量裝置，它將機(jī)械和電子緊密結(jié)合，對(duì)信號(hào)或數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼和轉(zhuǎn)換，用于信號(hào)數(shù)據(jù)的通信、傳輸和存儲(chǔ)。根據(jù)不同的特點(diǎn)，編碼器分類如下：

碼盤和碼尺。將線性位移轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的編碼器稱為碼尺，將角位移轉(zhuǎn)換成電訊的碼盤。

增量編碼器。提供位置、角度和圈數(shù)等信息，并通過每圈脈沖數(shù)定義分離率。

絕對(duì)值編碼器。位置、角度和圈數(shù)等信息以角度增量的形式提供，每個(gè)角度增量都有一個(gè)唯一的代碼。

混合絕對(duì)值編碼器。混合絕對(duì)值編碼器輸出兩組信息：一組信息用于檢測(cè)磁極位置，具有絕對(duì)信息功能；另一組與增量編碼器的輸出信息完全相同。

增量式和絕對(duì)式編碼器的區(qū)別

增量式編碼器將位移轉(zhuǎn)換成周期性的電信號(hào)，然后將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成計(jì)數(shù)脈沖，脈沖的數(shù)量表示位移。在絕對(duì)式編碼器,中，每個(gè)位置對(duì)應(yīng)于某個(gè)數(shù)字代碼，指示值僅與測(cè)量的開始和結(jié)束位置相關(guān)，而與測(cè)量的中間過程無關(guān)。

當(dāng)使用增量編碼器時(shí)，位置由從零標(biāo)記計(jì)算的脈沖數(shù)確定，而絕對(duì)值編碼器的位置由輸出代碼的讀數(shù)確定。在一個(gè)圓內(nèi)，每個(gè)位置的輸出碼的讀數(shù)是唯一的；因此，當(dāng)電源關(guān)閉時(shí)，絕對(duì)編碼器不會(huì)與實(shí)際位置分離。如果再次接通電源，位置讀數(shù)仍然有效。

編碼器選型時(shí)應(yīng)確定的參數(shù)

安裝尺寸、出口模式和保護(hù)。包括定位擋塊、軸徑、安裝孔位置和電纜出口方式兩個(gè)方面。安裝空間的體積；工作環(huán)境防護(hù)等級(jí)是否符合要求。

分辨率低。編碼器工作時(shí)每圈輸出的脈沖數(shù)。

編碼器輸出電氣接口。常見的有推挽輸出型、電壓輸出型、集電極開路型和線驅(qū)動(dòng)輸出型。其輸出模式應(yīng)與其控制系統(tǒng)的接口電路相匹配。

電機(jī)常用的編碼器

增量型編碼器

利用光電轉(zhuǎn)換原理直接輸出A、B、Z三組方波脈沖。A、B脈沖相差90o，便于判斷旋轉(zhuǎn)方向。每個(gè)z相位旋轉(zhuǎn)一個(gè)脈沖用于參考點(diǎn)定位。其優(yōu)點(diǎn)：原理結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，平均機(jī)械壽命在幾萬小時(shí)以上，抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高，適合遠(yuǎn)距離傳輸。缺點(diǎn)：無法輸出軸旋轉(zhuǎn)的絕對(duì)位置信息。

絕對(duì)值型編碼器

用于直接輸出數(shù)字量的傳感器，傳感器的圓形碼盤上有幾個(gè)徑向同心的碼道，每個(gè)碼道由透明和不透明的扇區(qū)組成，相鄰碼道的扇區(qū)數(shù)是兩倍，碼盤上的碼道數(shù)是其二進(jìn)制碼的位數(shù)，碼盤的一側(cè)為光源，另一側(cè)有一個(gè)與每個(gè)碼道對(duì)應(yīng)的光敏元件；當(dāng)碼盤處于不同位置時(shí)，每個(gè)光敏元件根據(jù)是否被點(diǎn)亮來轉(zhuǎn)換相應(yīng)的電平信號(hào)，以形成二進(jìn)制數(shù)。

這種編碼器的特點(diǎn)是在轉(zhuǎn)軸的任何位置都可以讀出對(duì)應(yīng)位置的固定數(shù)字碼，而不需要計(jì)數(shù)器。顯然，代碼軌道越多，分辨率越高。對(duì)于具有N位二進(jìn)制分辨率的編碼器，其編碼器必須具有N個(gè)條形碼軌道。目前國(guó)內(nèi)有16位絕對(duì)編碼器。

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