编码器如何准确测量电机的位置？

编码器如何准确测量电机的位置？

生活中经常使用的电梯，如何将人准确地带到某些楼层？机器切割材料的伺服电机如何保证床身的精确旋转位置精度？这一切都归功于一个又一个的工件，但编码器是什么？它如何准确测量电机的位置？今天我们来谈谈编码器。

什么是编码器？

编码器是一种编译信号或数据并将其转换为可以通信、传输和存储的信号形式的设备。编码器将角度或长度偏移转换为称为码盘的电信号，另一个称为刻度。是行业内广泛使用的电机定位装置，可准确测试电机的角位移和旋转位置

编码器的分类

根据工作原理，编码器可分为增量式和绝对式。增量编码器将移位转换为周期性电信号，然后将该电信号转换为计数，脉冲数表示移位的大小。绝对编码器的每个位置对应于一个绝对数字代码，因此其显示仅指测量的开始和结束位置，而不指测量的中间过程

增量编码器

增量编码器一般有3个输出端，即A相、B相、Z相输出、A相和B相延迟1/4周期的脉冲输出，根据延时关系，可以区分前进档和倒档，通过取B相的上升沿和下降沿，频率2或4可以加倍： 2相是单匝脉冲，即每匝发出一个脉冲增量测量方法的晶格，它由周期性晶格条组成。位置信息是通过计算从点开始的增量数（测量步长）获得的。由于参考点需要绝对位置值，因此圆形网格轮也具有参考点导轨。

绝对编码器

绝对编码器对应一转，每个参考角度输出与角度对应的唯一二进制值，外部线圈装置可以记录和测量多个位置。

位置值在打开编码器后立即可用，并为后续的信号处理电子设备做好准备。无需将轴移动到参考点的零点。绝对位置信息来自圆形网格轮，该轮由一系列绝对代码组成。单个增量钢轨雕刻信号通过细分生成位置值，并可选择生成增量信号

单圈编码器的绝对位置值信息每转一圈重复。多圈编码器还可以评估每转位置值的X。

它们具有最大的区别：在增量编码器中，位置从零标记开始时计算的脉冲数来看是绝对的，而绝对编码器的位置通过读取输出代码是绝对的。每个位置的输出代码读数在一圈内是明确的，因此在电源中断时，绝对编码器不会与实际位置分离。当电源重新打开时，位置值仍然是最新的且有效，这与增量编码器不同，增量编码器必须找到零标记。

编码器的工作原理

通过中间有波的光电码盘，有环形、暗线、光电发射和接收器件读数，四组正弦波信号组合成A、B、C、D，每个正弦波有90度的相位差（相对于一个周期360度），CD信号反转， 叠加A和B两相，可以增加稳定信号：每转输出另一个Z相位脉冲，表示零参考位。

由于A和B相差为90度，因此可以通过比较编码器前的A相位或编码器前的B相位来确定编码器的正反转，并通过零脉冲获得编码器的零参考位置。编码器码盘的材料是玻璃、金属、塑料，玻璃码盘沉积在很细的玻璃线上，其热稳定性好，精度高，金属码盘直接穿过而不穿过雕刻线，不易碎，但由于金属有一定的厚度，精度有限，其热稳定性比玻璃差一个数量级，  塑料码盘经济实惠，其成本低，但精度、热稳定性、使用寿命较差。

判别率编码器表示每旋转360度有多少条通道或暗线称为判别率，也称为解析索引，或直接称量多少条线，一般以每转5~10000条线的分割。

编码器的位置测量和反馈原理

编码器在电梯、机床、材料加工、电机反馈系统以及测量和夹持设备中发挥着极其重要的作用。编码器使用光栅和红外光源将光信号通过接收器转换为电TTL（HTL）信号，通过对TTL电平频率和高电平数的分析，直观地反映电机的旋转角度和旋转位置，因为角度和位置可以精确测量， 编码器和变频器可以形成一个封闭的抓取系统，这更准确，这就是为什么电梯、机床等。可以如此准确地使用。

综上所述，我们知道编码器按结构分为增量信号和绝对信号，它们还将其他信号，如光信号，转换为可以分析和捕获的电信号，而我们生活中常见的机床只是基于电机的精确调整， 通过捕获闭环电信号，编码器的协作变频器也被认为是理所当然的，以实现精确的传感。

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