光电编码器的计数方法

点击次数：543 发布时间：2009-7-6 14:27:22

1 引言

在位置控制系统中，为了提高控制精度，准确测量控制对象的位置是十分重要的。目前，检测位置的办法有两种：其一是使用位置传感器，测量到的位移量由变送器经A/D转换成数字量送至系统进行进一步处理。此方法虽然检测精度高，但在多路、长距离位置监控系统中，由于其成本昂贵，安装困难，因此并不适用；其二是使用光电编码器[1]。光电编码器是高精度控制系统常用的位移检测传感器。当控制对象发生位置变化时，光电编码器便会发出A、B两路相位差90度的数字脉冲信号。正转时A超前B90度，反转时B超前A90度。脉冲的个数与位移量成比例关系，因此通过对脉冲计数就能计算出相应的位移。该方法不仅使用方便、测量准确，而且成本较低，因此在电力拖动系统中，经常采用第二种位置测量方法。

使用光电编码器测量位移，准确无误的记数起着决定性作用。由于在位置控制系统中，电机既可以正转，又可以反转，所以要求计数器既要能够实现加计数，又要能够实现减计数。相应的计数方法可以用软件来实现，也可以用硬件来实现。

使用软件方式对光电编码器的脉冲进行方向判别和计数降低了系统控制的实时性，尤其当使用光电编码器的数量较多时，并且其可靠性也不及硬件电路。但是用软件计数外围电路比较简单,所以在计数频率不高的情况下，使用软件计数还是有一定优势的。对编码器中输出的两路脉冲进行计数主要分两个步骤，首先要对编码器输出的两路脉冲进行鉴相，即：判别电机是正转还是反转；其次是进行加减计数，正转时加计数，反转时减计数。 2 鉴相原理

脉冲鉴相的方法比较多，既可以用软件实现，也可以用一个D触发器实现。下图是编码器正反转时输出脉冲的相位关系。

由图中编码器输出波形可以看出，编码器正转时A相超前B相90度.在A相脉冲的下降沿处，B相为高电平；而在编码器反转时，A相滞后B相90度，在A相脉冲的下降沿处，B相输出为低电平。这样，编码器旋转时通过判断B相电平的高低就可以判断编码器的旋转方向[2]。 3 用软件实现脉冲的鉴相、计数

编码器输出的A向脉冲接到单片机的外部中断INT0，B向脉冲接到I/O端口P1.0。当系统工作时，首先要把INT0设置成下降沿触发，并开相应中断。当有有效脉冲触发中断时，进行中断处理程序，判别B脉冲是高电平还是低电平，若是高电平则编码器正转，加1计数；若是低电平则编码器反转，减1计数。

4 用硬件实现脉冲的鉴相、计数

硬件计数在执行速度上有软件计数不可比拟的优势，通常采用多个可预置4位双时钟加减计数器74LS193 级联组成的加减计数电路。P0-P3为计数器的4位预置数据端，与数据输入锁存器相接；QA-QD 为计数器的4位数据输出端，与数据输出缓冲器相接；MR为清零端与上电清零脉冲相接；PL为预置允许端，由译码控制电路触发；CU 为加脉冲输入端，CD为减脉冲输入端；TCU为进位输出端，TCD 为借位输出端。如下图所示：

当CU和CD中一个输入脉冲时，另一个必须处于高电平，才能进行计数工作。而从编码器直接输出的A、B两路脉冲不符合要求，不能直接接到计数器的输入端。但我们可以利用这两路脉冲之间的相位关系对其进行鉴相后再计数。下图给出了光电编码器实际使用的鉴相与双向计数电路，鉴相电路用1个D触发器和2个与非门组成，计数电路用3片74LS193组成。

当光电编码器顺时针旋转时， A相超前B相90°，D触发器输出/Q（W1）为高电平，Q（W2）为低电平，上面与非门打开，计数脉冲通过（W3），送至双向计数器74LS193的加脉冲输入端CU，进行加法计数；此时，下面与非门关闭，其输出为高电平（W4）。当光电编码器逆时针旋转时， A相比B相延迟90°，D触发器输出/Q（W1）为低电平，Q（W2）为高电平，上面与非门关闭，其输出为高电平（W3）；此时，下面与非门打开，计数脉冲通过（波W4），送至双向计数器74LS193的减脉冲输入端CD，进行减法计数[3]。

5 利用单片机内部计数器实现可逆计数

对以上两种计数方法进行分析可知，用纯软件计数虽然电路简单，但是计数速度慢，难以满足实时性要求，而且容易出错，用外接加减计数芯片的方法，虽然速度快，但硬件电路复杂，由上图可以看出要做一个12位计数器需要5个外围芯片，成本也较高。那么我们能否用单片机内部的计数器来实现加减计数呢。我们知道，8051片内有两个16位的定时器：定时器0和定时器1,8052还有一个定时器2,这三个定时器都可以作为计数器来用。但8051内部的计数器是加1计数器，所以不能直接应用，必须经过适当的软件编程，来实现其“减”计数功能。硬件电路如下：

我们可以把经过D触发器之后的脉冲,即方向控制脉冲（DIR）接到单片机的外部中断INT0端，同时经过反向器后再接到另一个外部中断INT1，并且把计数脉冲A接到单片机的片内计数器T0端即可，相对外部计数芯片来说，使用这种方法电路相对要简单的多。系统工作时，先要把两个中断设置成下降沿触发，并打开相应的中断。当方向判别脉冲（DIR）由低—高跳变时，INT1中断，执行相应的中断程序，进行加计数；而当方向判别脉冲由高—低跳变时，INT0中断，执行相应的中断程序，进行“减”计数（实际是重新复值，进行加计数）。下面是软件编程思路：

我们在C语言环境下来实现计数功能： #Include

int data k=1;

void service_int0（） interrupt 0 using 0 { k－－ ;/*标志位减1*/ TR0=0 ;/*停止计数*/ TH0= -TH0 ;

TL0= -TL0 ;/*把计数器重新复值，此时相当于减计数*/ TR0=1 ;/*开始计数*/ }

void service_int1（） interrupt 2 using 1 { k++ ;/*标志位加1*/ TR0=0 ;/*停止计数*/ TH0= -TH0 ;

TL0= -TL0 ;/*把计数器重新复值，此时相当于加计数*/ TR0=1 ;/*开始计数*/ }

void timer0（void） interrup 1 using2 { if（k=0） /*反向计数满*/ else if（k=1） /*计数为0*/ else

/*正向计数满*/ }

void main（void）

{TCON=0X05 ;/*设置下降沿中断*/ TMOD=0X05 ;/*T0为16位计数方式*/ IE=0X87 ;/*开中断*/ TH0=0 ;

TL0=0 ;/*预置初值*/ }

此方法采用中断的形式进行计数，硬件电路比较简单，程序也不复杂，执行速度较快。 6 结论

本文分别介绍了利用软件、外接计数芯片及单片机内部计数器实现对编码器输出脉冲进行计数的方法。利用软件计数，硬件电路简单，但占用了较多的CPU资源，执行速度较慢。利用外接计数芯片的方法计数，计数速度较快，但是要用较多的外围芯片，硬件电路复杂。利用单片机内部计数器实现加减计数，在编码器旋转方向不频繁改变的情况下，计数速度很快，而且外围电路简单，编程也不复杂，只是占用了两个外部中断和一个内部计数器。具体使用哪种计数方法，在使用时还要根据具体情况进行选择。

编码器的使用与安装

点击次数：205 发布时间：2009-8-15 22:59:00

机械方面：

1）由于编码器属于高精度机电一体化设备，所以编码器轴与用户端输出轴之间需要采用弹性软连接，以避免因用户轴的串动、跳动而造成编码器轴系和码盘的损坏 安装时注意允许的轴负载

2）应保证编码器轴与用户输出轴的不同轴度＜0.20mm，与轴线的偏角＜1.5° 3）安装时严禁敲击和摔打碰撞，以免损坏轴系和码盘 4）长期使用时，定期检查固定编码器的螺钉是否松动 电气方面：

1）接地线应尽量粗，一般应大于1.5平方

2）编码器的输出线彼此不要搭接，以免损坏输出电路

3）编码器的信号线不要接到直流电源上或交流电流上，以免损坏输出电路 4）与编码器相连的电机等设备，应接地良好，不要有静电 5）配线时应采用屏蔽电缆

6）开机前，应仔细检查，产品说明书与编码器型号是否相符，接线是否正确 7）长距离传输时，应考虑信号衰减因素，选用具备输出阻抗低，抗干扰能力强的型号 8）避免在强电磁波环境中使用

编码器选型

点击次数：184 发布时间：2009-8-15 22:31:55

编码器的选型需要注意如下参数：

1 分辨率（Resolution）—编码器在单转时每旋转一周所输出的信号个数称之为分辨率，也称解析度、或直接称多少线，一般编码器输出线数为5~10000线。如：1024ppr、2048ppr等

2 机械转速 （Speed） —编码器的结构设计使得其所能达到和承受的最大旋转速度，其表示为一分钟内所能达到的旋转速度—rpm;（故编码器的最大工作速度应同时兼顾编码器的机械转速、响应频率以及编码器后续接收设备的开关频率）

3 工作电源 （Power-Vcc）—编码器一般有三种电压，其一为DC5V，一种为DC10-30V，还有一种为5-30V标准电压

4 轴径尺寸（Shaft Dimension）—编码器实心轴轴径有6毫米*、8毫米、10毫米*、12毫米等，空心轴的轴径有8毫米、10毫米、12毫米*、大口径20~50毫米*等，其中带*号的是常规规格。 5 机械外型

6 工作温度（Temperature）—编码器的最高最低工作温度代表了编码器内部机械[配合和组成以及电子元气件的水平，较好的编码器工作温度从-40到100℃。事实上在低温情况下，受限制的是内部电子零件和外部的电缆以及密封特性。 7 防护等级

8 编码器信号的输出形式：集电极开路，推挽输出（互补），电压输出，长线驱动输出

单圈绝对值编码器和多圈绝对值编码器

点击次数：198 发布时间：2009-7-14 0:40:32

单圈绝对值编码器，以转动中测量光电码盘各道刻线，以获取唯一的编码，当转动超过360度时，编码又回到原点，这样就不符合绝对编码唯一的原则，这样的编码器只能用于旋转范围360度以内的测量，称为单圈绝对值编码器。要测量旋转超过360度范围，就要用到多圈绝对值编码器。

编码器生产厂家运用钟表齿轮机械的原理，当中心码盘旋转时，通过齿轮传动另一组码盘（或多组齿轮，多组码盘），在单圈编码的基础上再增加圈数的编码，以扩大编码器的测量范围，这样的绝对编码器就称为多圈式绝对编码器，它同样是每个位置编码唯一不重复的，而无需记忆。

多圈编码器另一个优点是由于测量范围大，实际使用往往富裕较多， 这样在安装时不必要费劲找零点， 将某一中间位置作为起始点就可以了，而大大简化了安装调试难度。

码器综述

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编码器（encoder）是将信号（如比特流）或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备。

编码器把角位移或直线位移转换成电信号，前者成为码盘，后者称码尺．按照读出方式编码器可以分为接触式和非接触式两种．接触式采用电刷输出，一电刷接触导电区或绝缘区来表示代码的状态是“１”还是“０”；非接触式的接受敏感元件是光敏元件或磁敏元件，采用光敏元件时以透光区和不透光区来表示代码的状态是“１”还是“０”，通过“１”和“０”的二进制编码来将采集来的物理信号转换为机器码可读取的电信号用以通讯、传输和储存。

按照工作原理编码器可分为增量式和绝对式两类。增量式编码器是将位移转换成周期性的电信号，再把这个电信号转变成计数脉冲，用脉冲的个数表示位移的大小。绝对式编码器的每一个位置对应一个确定的数字码，因此它的示值只与测量的起始和终止位置有关，而与测量的中间过程无关。

格雷码），这就称为n位绝对编码器。这样的编码器是由码盘的机械位置决定的，它不受停电、干扰的影响。

绝对编码器由机械位置决定的每个位置的唯一性，它无需记忆，无需找参考点，而且不用一直计数，什么时候需要知道位置，什么时候就去读取它的位置。这样，编码器的抗干扰特性、数据的可靠性大大提高了。

由于绝对编码器在定位方面明显地优于增量式编码器，已经越来越多地应用于工控定位中。绝对型编码器因其高精度，输出位数较多，如仍用并行输出，其每一位输出信号必须确保连接很好，对于较复杂工况还要隔离，连接电缆芯数多，由此带来诸多不便和降低可靠性，因此，绝对编码器在多位数输出型，一般均选用串行输出或总线型输出，德国生产的绝对型编码器串行输出最常用的是SSI（同步串行输出）。

从单圈绝对式编码器到多圈绝对式编码器

旋转单圈绝对式编码器，以转动中测量光码盘各道刻线，以获取唯一的编码，当转动超过360度时，编码又回到原点，这样就不符合绝对编码唯一的原则，这样的编码器只能用于旋转范围360度以内的测量，称为单圈绝对式编码器。

如果要测量旋转超过360度范围，就要用到多圈绝对式编码器。

编码器生产厂家运用钟表齿轮机械的原理，当中心码盘旋转时，通过齿轮传动另一组码盘（或多组齿轮，多组码盘），在单圈编码的基础上再增加圈数的编码，以扩大编码器的测量范围，这样的绝对编码器就称为多圈式绝对编码器，它同样是由机械位置确定编码，每个位置编码唯一不重复，而无需记忆。

多圈编码器另一个优点是由于测量范围大，实际使用往往富裕较多，这样在安装时不必要费劲找零点，将某一中间位置作为起始点就可以了，而大大简化了安装调试难度。

多圈式绝对编码器在长度定位方面的优势明显，已经越来越多地应用于工控定位中。

绝对型旋转编码器的机械安装使用：

绝对型旋转编码器的机械安装有高速端安装、低速端安装、辅助机械装置安装等多种形式。

高速端安装：安装于动力马达转轴端（或齿轮连接），此方法优点是分辨率高，由于多圈编码器有４０９６圈，马达转动圈数在此量程范围内，可充分用足量程而提高分辨率，缺点是运动物体通过减速齿轮后，来回程有齿轮间隙误差，一般用于单向高精度控制定位，例如轧钢的辊缝控制。另外编码器直接安装于高速端，马达抖动须较小，不然易损坏编码器。

低速端安装：安装于减速齿轮后，如卷扬钢丝绳卷筒的轴端或最后一节减速齿轮轴端，此方法已无齿轮来回程间隙，测量较直接，精度较高，此方法一般测量长距离定位，例如各种提升设备，送料小车定位等。

辅助机械安装：

常用的有齿轮齿条、链条皮带、摩擦转轮、收绳机械等。

光学编码器功能特点

? 采用光电感应技术

? 表面贴装无引脚封装

? 提供两通道数字信号输出

? 计数频率：0~100 KHz

? 电源电压DC5.0V、5~12V、12~24V

? 工作温度：-10到70oC

? 编码分辨率：180 LPI

? 符合RoHS环保标准要求

编码器工作原理

绝对脉冲编码器:APC

增量脉冲编码器:SPC

两者一般都应用于速度控制或位置控制系统的检测元件.

旋转编码器是用来测量转速的装置。它分为单路输出和双路输出两种。技术参数主要有每转脉冲数（几十个到几千个都有），和供电电压等。单路输出是指旋转编码器的输出是一组脉冲，而双路输出的旋转编码器输出两组相位差90度的脉冲，通过这两组脉冲不仅可以测量转速，还可以判断旋转的方向。

增量型编码器与绝对型编码器的区分

编码器如以信号原理来分，有增量型编码器,绝对型编码器。

增量型编码器 （旋转型）

工作原理:

由一个中心有轴的光电码盘，其上有环形通、暗的刻线，有光电发射和接收器件读取,获得四组正弦波信号组合成A、B、C、D,每个正弦波相差90度相位差（相对于一个周波为360度），将C、D信号反向，叠加在A、B两相上，可增强稳定信号；另每转输出一个Z相脉冲以代表零位参考位。

由于A、B两相相差90度，可通过比较A相在前还是B相在前，以判别编码器的正转与反转，通过零位脉冲，可获得编码器的零位参考位。

编码器码盘的材料有玻璃、金属、塑料，玻璃码盘是在玻璃上沉积很薄的刻线，其热稳定性好，精度高，金属码盘直接以通和不通刻线，不易碎，但由于金属有一定的厚度，精度就有限制，其热稳定性就要比玻璃的差一个数量级，塑料码盘是经济型的，其成本低，但精度、热稳定性、寿命均要差一些。

分辨率—编码器以每旋转360度提供多少的通或暗刻线称为分辨率，也称解析分度、或直接称多少线，一般在每转分度5~10000线。

信号输出:

信号输出有正弦波（电流或电压）,方波（TTL、HTL）,集电极开路（PNP、NPN）,推拉式多种形式，其中TTL为长线差分驱动（对称A,A-;B,B-;Z,Z-）,HTL也称推拉式、推挽式输出，编码器的信号接收设备接口应与编码器对应。

信号连接—编码器的脉冲信号一般连接计数器、PLC、计算机，PLC和计算机连接的模块有低速模块与高速模块之分，开关频率有低有高。

如单相联接，用于单方向计数，单方向测速。

A.B两相联接，用于正反向计数、判断正反向和测速。

A、B、Z三相联接，用于带参考位修正的位置测量。

A、A-，B、B-，Z、Z-连接，由于带有对称负信号的连接，电流对于电缆贡献的电磁场为0，衰减最小，抗干扰最佳，可传输较远的距离。

对于TTL的带有对称负信号输出的编码器，信号传输距离可达150米。

对于HTL的带有对称负信号输出的编码器，信号传输距离可达300米。

编码器的概念

点击次数：189 发布时间：2009-6-26 17:20:18

增量型旋转编码器

轴的每圈转动，增量型编码器提供一定数量的脉冲。周期性的测量或者单位时间内的脉冲计数可以用来测量移动的速度。如果在一个参考点后面脉冲数被累加，计算值就代表了转动角度或行程的参数。双通道编码器输出脉冲之间相差为90o。能使接收脉冲的电子设备接收轴的旋转感应信号，因此可用来实现双向的定位控制；另外，三通道增量型旋转编码器每一圈产生一个称之为零位信号的脉冲。

增量型绝对值旋转编码器绝对值编码器为每一个轴的位置提供一个独一无二的编码数字值。特别是在定位控制应用中，绝对值编码器减轻了电子接收设备的计算任务，从而省去了复杂的和昂贵的输入装置：而且，当机器合上电源或电源故障后再接通电源，不需要回到位置参考点，就可利用当前的位置值。

单圈绝对值编码器把轴细分成规定数量的测量步，最大的分辨率为13位，这就意味着最大可区分8192个位置+多圈绝对值编码器不仅能在一圈内测量角位移，而且能幸，J用多步齿轮测量圈数。多圈的圈数为12位，也就是说最大4096圈可以被识别。总的分辨率可达到25位或者33，554，432个测量步数。并行绝对值旋转编码器传输位置值

到估算电子装置通过几根电缆并行传送。 增量型→绝对型编码器

旋转增量值编码器以转动时输出脉冲，通过计数设备来计算其位置，当编码器不动或停电时，依靠计数设备的内部记忆来记住位置。这样，当停电后，编码器不能有任何的移动，当来电工作时，编码器输出脉冲过程中，也不能有干扰而丢失脉冲，不然，计数设备计算并记忆的零点就会偏移，而且这种偏移的量是无从知道的，只有错误的结果出现后才能知道。

解决的方法是增加参考点，编码器每经过参考点，将参考位置修正进计数设备的记忆位置。在参考点以前，是不能保证位置的准确性的。在工控中就有每次操作先找参考点，开机找零等方法。

这样的方法对有些工控项目比较麻烦，甚至不允许开机找零（开机后就要知道准确位置），有一些工况也不允许使用中因干扰影响而产生位置错误，于是就有了绝对编码器的出现。

绝对值旋转编码器光码盘上有许多道光通道刻线，每道刻线依次以2线、4线、8线、16线。。。。。。编排，这样，在编码器的每一个位置，通过读取每道刻线的通、暗，获得一组从2的零次方到2的n-1次方的唯一的2进制编码（格雷码），这就称为n位绝对编码器。这样的编码器是由光电码盘的机械位置决定的，它不受停电、干扰的影响，由于绝对值编码器由机械位置决定的每个位置是唯一的，它无需记忆，无需找参考点，而且不用一直计数，什么时候需要知道位置，什么时候就去读取它的位置。这样，编码器的抗干扰特性、数据的可靠性大大提高了 从单圈绝对值编码器到多圈绝对值编码器

单圈绝对值编码器，以转动中测量光电码盘各道刻线，以获取唯一的编码，当转动超过360度时，编码又回到原点，这样就不符合绝对编码唯一的原则，这样的编码器只能用于旋转范围360度以内的测量，称为单圈绝对值编码器。要测量旋转超过360度范围，就要用到多圈绝对值编码器。

编码器生产厂家运用钟表齿轮机械的原理，当中心码盘旋转时，通过齿轮传动另一组码盘（或多组齿轮，多组码盘），在单圈编码的基础上再增加圈数的编码，以扩大编码器的测量范围，这样的绝对编码器就称为多圈式绝对编码器，它同样是每个位置编码唯一不重复的，而无需记忆。

多圈编码器另一个优点是由于测量范围大，实际使用往往富裕较多，这样在安装时不必要费劲找零点，将某一中间位置作为起始

点就可以了，而大大简化了安装调试难度。 绝对值编码器的信号输出

绝对值编码器信号输出有并行输出、串行输出、总线型输出、变送一体型输出等，单圈低位数的编码器一般用并行信号输出，而高位数的和多圈的编码器输出信号不用并行信号（并行信号连接线多，易错码易损坏），一般为串行或总线型输出。其中串行最常用的是时钟同步串联信号（SSI）；总线型最常用的是PROFIBUS-DP型，其他的还有DeviceNet, CAN, Interbus, CC-link等；变送一体型输出使用方便，但精度有所牺牲。

增量型编码器与绝对型编码器的区分 编码器如以信号原理来分，有增量型编码器，绝对型编码器。

增量型编码器（旋转型）

工作原理： 由一个中心有轴的光电码盘，其上有环形通、暗的刻线，有光电发射和接收器件读取,获得四组正弦波信号组合成A、B、C、D,每个正弦波相差90度相位差（相对于一个周波为360度），将C、D信号反向，叠加在A、B两相上，可增强稳定信号；另每转输出一个Z相脉冲以代表零位参考位。由于A、B两相相差90度，可通过比较A相在前还是B相在前，以判别编码器的正转与反转，通过零位脉冲，可获得编码器的零位参考位。

编码器码盘的材料有玻璃、金属、塑料，玻璃码盘是在玻璃上沉积很薄的刻线，其热稳定性好，精度高，金属码盘直接以通和不通刻线，不易碎，但由于金属有一定的厚度，精度就有限制，其热稳定性就要比玻璃的差一个数量级，塑料码盘是经济型的，其成本低，但精度、热稳定性、寿命均要差一些。分辨率—编码器以每旋转360度提供多少的通或暗刻线称为分辨率，也称解析分度、或直接称多少线，一般在每转分度5~10000线。

信号输出：信号输出有正弦波（电流或电压）,方波（TTL、HTL）,集电极开路（PNP、NPN）,推拉式多种形式，其中TTL为长线差分驱动（对称A,A-;B,B-;Z,Z-）,HTL也称推拉式、推挽式输出，编码器的信号接收设备接口应与编码器对应。信号连接—编码器的脉冲信号一般连接计数器、PLC、计算机，PLC和计算机连接的模块有低速模块与高速模块之分，开关频率有低有高。 如单相联接，用于单方向计数，单方向测速。 A.B两相联接，用于正反向计数、判断正反向和测速。 A、B、Z三相联接，用于带参考位修正的位置测量。

A、A-，B、B-，Z、Z-连接，由于带有对称负信号的连接，电流对于电缆贡献的电磁场为0，衰减最小，抗干扰最佳，可传输较远的距离。对于TTL的带有对称负信号输出的编码器，信号传输距离可达150米对于HTL的带有对称负信号输出的编码器，信号传输距离可达300米。 增量式编码器的问题： 增量型编码器存在零点累计误差，抗干扰较差，接收设备的停机需断电记忆，开机应找零或参考位等问题，这些问题如选用绝对型编码器可以解决。增量型编码器的一般应用测速，测转

动方向，测移动角度、距离（相对）。绝对型编码器（旋转型） 绝对编码器光码盘上有许多道光通道刻线，每道刻线依次以2线、4线、8线、16 线„„编排，这样，在编码器的每一个位置，通过读取每道刻线的通、暗，获得一组从2的零次方到2的n-1次方的唯一的2进制编码（格雷码），这就称为n位绝对编码器。这样的编码器是由光电码盘的机械位置决定的，它不受停电、干扰的影响。 绝对编码器由机械位置决定的每个位置是唯一的，它无需记忆，无需找参考点，而且不用一直计数，什么时候需要知道位置，什么时候就去读取它的位置。这样，编码器的抗干扰特性、数据的可靠性大大提高了。 从单圈绝对值编码器到多圈绝对值编码器 旋转单圈绝对值编码器，以转动中测量光电码盘各道刻线，以获取唯一的编码，当转动超过360度时，编码又回到原点，这样就不符合绝对编码唯一的原则，这样的编码只能用于旋转范围360度以内的测量，称为单圈绝对值编码器。如果要测量旋转超过360度范围，就要用到多圈绝对值编码器。 编码器生产厂家运用钟表齿轮机械的原理，当中心码盘旋转时，通过齿轮传动另一组码盘（或多组齿轮，多组码盘），在单圈编码的基础上再增加圈数的编码，以扩大编码器的测量范围，这样的绝对编码器就称为多圈式绝对编码器，它同样是由机械位置确定编码，每个位置编码唯一不重复，而无需记忆。 多圈编码器另一个优点是由于测量范围大，实际使用 往往富裕较多，这样在安装时不必要费劲找零点， 将某一中间位置作为起始点就可以了，而大大简化了安装调试难度。

绝对式编码器特点

点击次数：132 发布时间：2009-6-26 17:19:11

绝对式编码器有与位置相对应的代码输出，通常为二进制码或 BCD 码。从代码数大小的变化可以判别正反方向和位移所处的位置，绝对零位代码还可以用于停电位置记忆。绝对式编码器的测量范围常规为 0—360 度。

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增量式编码器特点

点击次数：147 发布时间：2009-6-26 17:18:35

增量式编码器转轴旋转时，有相应的脉冲输出，其计数起点任意设定，可实现多圈无限累加和测量。编码器轴转一圈会输出固定的脉冲，脉冲数由编码器光栅的线数决定。需要提高分辨率时，可利用 90 度相位差的 A、B 两路信号进行倍频或更换高分辨率编码器。

光电编码器分类和选择

点击次数：187 发布时间：2009-6-26 17:18:00

编码器Encoder为传感器（Sensor）类的一种，主要用来侦测机械运动的速度、位置、角度、距离或计数，除了应用在产业机械外，许多的马达控制如伺服马达、BLDC伺服马达均需配备编码器以供马达控制器作为换相、速度及位置的检出所以应用范围相当广泛。根据检测原理，编码器可分为光学式、磁式、感应式和电容式。根据其刻度方法及信号输出形式，分为增量式编码器和绝对式编码器。光电编码器是利用光栅衍射原理实现位移—数字变换的，从50年代开始应用于机床和计算仪器，因其结构简单、计量精度高、寿命长等优点，在国内外受到重视和推广，在精密定位、速度、长度、加速度、振动等方面得到广泛的应用。

绝对值编码器的信号输出形式

点击次数：226 发布时间：2009-6-26 17:16:42

绝对值编码器信号输出有并行输出、串行输出、总线型输出、变送一体型输出

1. 并行输出：

绝对值编码器输出的是多位数码（格雷码或纯二进制码），并行输出就是在接口上有多点高低电平输出，以代表数码的1或0，对于位数不高的绝对编码器，一般就直接以此形式输出数码，可直接进入PLC或上位机的I/O接口，输出即时，连接简单。但是并行输出有如下问题：

1。必须是格雷码，因为如是纯二进制码，在数据刷新时可能有多位变化，读数会在短时间里造成错码。

2。所有接口必须确保连接好，因为如有个别连接不良点，该点电位始终是0，造成错码而无法判断。

3。传输距离不能远，一般在一两米，对于复杂环境，最好有隔离。

4。对于位数较多，要许多芯电缆，并要确保连接优良，由此带来工程难度，同样，对于编码器，要同时有许多节点输出，增加编码器的故障损坏率。

2. 串行SSI输出：

串行输出就是通过约定，在时间上有先后的数据输出，这种约定称为通讯规约，其连接的物理形式有RS232、RS422（TTL）、RS485等。

由于绝对值编码器好的厂家都是在德国，所以串行输出大部分是与德国的西门子配套的，如SSI同步串行输出。

SSI接口（RS422模式），以两根数据线、两根时钟线连接，由接收设备向编码器发出中断的时钟脉冲，绝对的位置值由编码器与时钟脉冲同步输出至接收设备。由接收设备发出时钟信号触发,编码器从高位（MSB）开始输出与时钟信号同步的串行信号.

串行输出连接线少，传输距离远，对于编码器的保护和可靠性就大大提高了。

一般高位数的绝对编码器都是用串行输出的。

3. 现场总线型输出

现场总线型编码器是多个编码器各以一对信号线连接在一起，通过设定地址， 用通讯方式传输信号，信号的接收设备只需一个接口，就可以读多个编码器信号。总线型编码器信号遵循RS485的物理格式，其信号的编排方式称为通讯规约，目前全世界有多个通讯规约，各有优点，还未统一，编码器常用的通讯规约有如下几种：

PROFIBUS-DP; CAN; DeviceNet; Interbus等

总线型编码器可以节省连接线缆、接收设备接口，传输距离远，在多个编码器集中控制的情况下还可以大大节省成本。

4.变送一体型输出

其信号已经在编码器内换算后直接变送输出，其有模拟量4—20mA输出、RS485数字输出、14位并行输出。

光电编码器的应用

点击次数：199 发布时间：2009-6-26 16:58:35

1、角度测量

汽车驾驶模拟器，重力测量仪，扭转角度仪，扭转实验机、渔竿扭转钓性测试等。摆锤冲击实验机。

2、长度测量

计 米 器，利用滚轮周长来测量物体的长度和距离。

拉线位移传感器，利用收卷轮周长计量物体长度距离。

联轴直测，与驱动直线位移的动力装置的主轴联轴，通过输出脉冲数计量。

介质检测，在直齿条、转动链条的链轮、同步带轮等来传递直线位移信息。

3、速度测量

线速度角速度

4、位置测量

机床方面，记忆机床各个坐标点的坐标位置，如钻床等

自动化控制方面，控制在牧歌位置进行指定动作。如电梯、提升机等

5、同步控制

通过角速度或线速度，对传动环节进行同步控制，以达到张力控制

编码器的分类

点击次数：115 发布时间：2009-6-26 16:51:08

根据检测原理，编码器可分为光学式、磁式、感应式和电容式，根据其刻度方法及信号输出形式，可分为增量式、绝对式以及混合式三种。

1.1 增量式编码器 增量式编码器是直接利用光电转换原理输出三组方波脉冲A、B和Z相;A、B两组脉冲相位差90。，从而可方便的判断出旋转方向，而Z相为每转一个脉冲，用于基准点定位。

1.2 绝对式编码器 绝对式编码器是直接输出数字的传感器，在它的圆形码盘上沿径向有若干同心码盘，每条道上有透光和不透光的扇形区相间组成，相邻码道的扇区树木是双倍关系，码盘上的码道数是它的二进制数码的位数，在吗盘的一侧是光源，另一侧对应每一码道有一光敏元件，当吗盘处于不同位置时，各光敏元件根据受光照与否转换出相应的电平信号，形成二进制数。

1.3 混合式绝对编码器 混合式绝对编码器，它输出两组信息，一组信息用于检测磁极位置，带有绝对信息功能;另一组则完全同增量式编码器的输出信息。

浅谈光电编码器的工作原理

点击次数：234 发布时间：2009-6-26 16:46:55

光电编码器，是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。这是目前应用最多的传感器，光电编码器是由光栅盘和光电检测装置组成。

旋转编码器和计数器之间配合使用时的注意事项 2009-07-20 13:15

旋转编码器和计数器之间配合使用时的注意事项：

一：在测量生产线上的移动距离、角度、数量等，都可以用旋转编码器配合计数器等使用。相对于接近开关，光电开关等方法，主要优点在于它精确，因为编码器可以再转动一圈中产生几十、几百、几千，甚至几万个脉冲信号，比接近开关等检测物要多的多，其能实现的精度也就高的多。 二：在使用时，要注意两者之间的配合问题：

A：选用时，在允许范围内，尽量选择编码器脉冲数较高的型号，可以使每个脉冲所代表的数值更小，能实现的精度也就越高。当然也不能一味的高，还要考虑

到计数器可以接收的最大应答速度。这个要考虑使用时的速度等参数。

如：使用时要求精度为1mm,则经过换算，编码器的每个脉冲所代表的长度尽量选择在0.1mm左右，可以保证不出意外时，精度足够。当计数器的最大应答速度为10000PPS时，而编码器为1000PPR，则编码器的最高转速就不能超过10RPS，若要提高速度，则只能增加计数器的最大应答速度，或牺牲编码器的脉冲数即精度。在这里所说的是最高转速，而不是平均转速。设计时要考虑到实际是有加减速时间的，则在最高转速时是高于平均速度的。

B：两者连接时，尽量使用相位差输入方式，该方式可以避免许多问题：

如：当使用单相输入时，若编码器有震动（设备是没法避免震动的，只是相对来讲所影响的大小区别而已），则由于编码器的来回转动，将导致计数器误计数，而使用相位差时则可以完全避免震动带来的误差（正转和反转：一个加一个减，到最后还是没变）。

另外，若有干扰时，在单相信号上有波动，计数器不会作为计数信号处理，除非两相信号正好都受到干扰且两个干扰配合的天衣无缝。

C：一般使用场合都会要求速度，但是在需要计数器输出时，则要考虑到设备的执行机构是否可以跟得上速度。如编码器以每秒5000个脉冲输出，每个脉冲代表0.1mm，而计数器用的是继电器输出，输出控制设备停止行走，然后再进行裁断等动作，此时要考虑到你的输出执行机构能否跟得上速度了。每个脉冲0.1mm，精度一般在1mm或更小。而计数器的继电器动作时间呢？好点的可以为二、三十毫秒，大点的需要100mm。在100ms时间里，还可以行动多长？差不多500个脉冲，代表的是50个毫米，误差远远大于需要的精度，若不是停止后再裁断，而是直接裁断（不停止）的话，裁断机构执行时间则更长。可以产生多少误差啊。。。。。。 三：还有就是如何避免干扰问题了，这些都是低压信号，许多设备商为节省时间、空间、精力，把高压的线缆和信号线捆扎在一起布线，容易受很大的干扰，设备需要接地，信号线尽量使用屏蔽线，这些就都是常识，就不多说了。