增量式和绝对值编码器，哪个更好？
发布时间：
2023-08-29 17:22
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在伺服系统选型的过程中，有不少萌新和伙伴对编码器如何选型，难以决策。小奥来和大家聊聊伺服电机编码器的入门小知识，非常有助于你高效、靠谱选型。
你知道，伺服系统为什么具有高精度，这种得天独厚的优势呢？核心因素之一就是它拥有个神器“伺服编码器”。
伺服编码器是一种反馈信息的传感器，安装在伺服电机尾端，用于测量伺服电机轴旋转角度、旋转速度、位置等信息，然后通过PLC将控制指令和反馈信息相对照，如果有差异，就进行修正，从而实现设备高精度运行。
这个过程类似于挂牌匾。
上图中的红衣同事，就等同于“伺服编码器”，专门用来反馈现实位置、角度等信息，帮助你把牌匾挂正。
编码器的核心部件——编码圆盘（码盘），以及与之搭配的部件，是我们着重需要关注的部分，因为这两部分的差异，直接决定编码器的分辨率，影响伺服电机的精度。
由于定义、技术、部件等不同，编码器分类有很多，而且各自精度不一。所以，在选型之前，很有必要了解各种编码器的特性，从而确定哪一种更适合你的工况。（注：以下分类不囊括所有，仅对市面上常用的伺服编码器加以描述）
A.从工作原理划分
1)光电编码器(简称光编)
工作原理：光编是一种利用光学原理进行测量的设备，它由LED光源（通常是红外光源）和光电探测器组成，二者分别位于编码器码盘两侧。码盘由塑料或玻璃制成，上面间隔排列着一系列透光和不透光的线或槽。码盘旋转时，LED光路被码盘上间隔排列的线或槽阻断，从而产生两路典型的方波A和B正交脉冲，可用于确定电机轴的旋转和速度。
特点：光编精度优于磁编，具有高分辨率、稳定性强等特点。但由于码盘材质的特殊性以及码盘与探测器距离太近，所以光编内部必须保证无尘环境。
适合工况：适用于对位置和速度要求较高的应用场景，比如有轨迹要求的精密雕刻、快速模切、高速旋转、高精度测量等。值得注意的是，光编价格较高，不太适合低成本应用。
工作原理：磁编是近年来才逐渐大规模使用的类型，它是一种利用磁场原理进行测量的设备，包括一个磁场发生器和磁敏元件。主要是在电机轴上安装一块磁铁，磁铁跟随电机轴一起旋转，然后在后端盖上安装一块电路板，电路板中间有一个磁场感应芯片，能够测量出磁场的角度，从而判定出电机轴的旋转角度、角速度。
特点：相较于光学编码器，磁性编码器的优势在于更耐用、抗振和抗冲击，非常适合恶劣环境。但是磁编响应速度较慢，不能胜任高速运动负载的位置反馈，同时磁干扰会对磁编造成影响，所以磁编的分辨率和精度相对较低。
适合工况：适用于汽车电子、物料搬运/分拣、AGV车轮、输送带传输、工业控制等对位置和速度要求不那么严格的应用场景。同时，磁编价格相对较低，性价比较高。
B.从码盘技术划分
1)增量式编码器
*增量式码盘图
工作原理：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。
特点：优点是原理构造简单，机械平均寿命可在几万小时以上，抗干扰能力强，可靠性高，适合于长距离传输。缺点是一旦切断电源，会导致位置信息丢失。而且再次接通电源，需执行原点返回才能够重新开始运行。
比如，打印机扫描仪的定位就是用的增量式编码器原理，每次开机，我们都能听到噼哩啪啦的一阵响，它在找参考零点，然后才工作。
适合工况：适用于数控机床及机械附件、机器人、自动装配机、自动生产线、纺织机械、包装机械(定长)、印刷机械(同步)、木工机械、塑料机等场景。可以说精度、稳定性都不错，价格又适宜，所以应用很广。
*绝对值码盘图
工作原理：绝对值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，相邻码道的扇区数目是双倍关系，码盘上的码道数是它的二进制数码的位数，在码盘的一侧是光源，另一侧对应每一码道有一光敏元件，当码盘处于不同位置时，各光敏元件根据受光照与否转换出相应的电平信号，形成从2的零次方到2的n-1次方且唯一的2进制编码。码道数越多精度越大，目前国内已有17位、23位绝对值编码器。
特点：优点是不要计数器，在转轴的任意位置都可读出与位置相对应且唯一的数字码，不受停电、干扰的影响。也就是说，哪怕停电了，绝对值编码器只要上电就能知道自己现在所处的位置。缺点是结构、电路比较复杂，技术要求高。
适合工况：适用于特殊机床、纺织机械、灌溉机械、造纸印刷、水利闸门、机器人及机械手臂、精密测量设备、电梯等精密设备。绝对值编码器抗干扰特性、数据的可靠性更强一些，但价格也更加昂贵。
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