增量型与绝对型编码器的工作原理与区别

本文详细介绍了增量型编码器与绝对型编码器的区别，包括它们的工作原理、码盘材料、分辨率、信号输出方式以及实际应用。 编码器是工业自动化领域中广泛使用的传感器，主要用来检测机械位置、速度和角位移等参数。根据信号原理的不同，编码器主要分为增量型和绝对型两种。 **增量型编码器** 的工作基于光电原理，通常包含一个中心有轴的码盘，码盘上分布着环形的通暗刻线。当码盘旋转时，光电发射和接收器件读取这些刻线，产生四组正弦波信号A、B、C、D，A和B两相相差90度，C和D信号反向并叠加在A、B两相上，增强信号稳定性。Z相脉冲用于指示零位参考。通过比较A相和B相的先后顺序，可以确定编码器的正反转，并通过Z相脉冲找到零点位置。增量型编码器的码盘材料包括玻璃、金属和塑料，不同材料影响其精度、热稳定性和寿命。分辨率是指每旋转360度产生的通或暗刻线数量，通常在5至10000线之间。输出信号形式多样，如正弦波、方波、集电极开路等，信号传输距离受制于信号类型，TTL和HTL信号的传输距离分别为150米和300米。增量型编码器常用于速度测量、方向判断和相对距离或角度测量，但存在零点累计误差和抗干扰能力较弱的问题。 **绝对型编码器** 则不同，它的码盘上有多个光通道刻线，每个位置对应唯一的编码，即使电源断开，再次启动时仍能精确知道当前位置，无需找零或参考位。这种编码器的信号输出同样有多种方式，且由于其绝对位置信息，抗干扰能力更强，适用于需要精确位置信息的场合。 在实际应用中，选择增量型编码器还是绝对型编码器，主要取决于系统的需求。如果需要精确的初始位置信息，或者对累积误差敏感，那么绝对型编码器更为合适；而如果只需要监测相对运动和速度，增量型编码器则更经济实用。 增量型编码器和绝对型编码器各有优势，工程师在设计系统时会根据性能需求、成本考虑以及环境因素来选择合适的编码器类型。了解这两种编码器的基本原理和特性，对于优化系统设计和故障排查具有重要意义。