編碼器如何準確測量電機的位置？

生活中經常使用的電梯，如何將人準確地帶到某些樓層？機器切割材料的伺服電機如何保證床身的精確旋轉位置精度？這一切都歸功于一個又一個的工件，但編碼器是什么？它如何準確測量電機的位置？今天我們來談談編碼器。

什么是編碼器？

編碼器是一種編譯信號或數據并將其轉換為可以通信、傳輸和存儲的信號形式的設備。編碼器將角度或長度偏移轉換為稱為碼盤的電信號，另一個稱為刻度。是行業內廣泛使用的電機定位裝置，可準確測試電機的角位移和旋轉位置

編碼器的分類

根據工作原理，編碼器可分為增量式和絕對式。增量編碼器將移位轉換為周期性電信號，然后將該電信號轉換為計數，脈沖數表示移位的大小。絕對編碼器的每個位置對應于一個絕對數字代碼，因此其顯示僅指測量的開始和結束位置，而不指測量的中間過程

增量編碼器

增量編碼器一般有3個輸出端，即A相、B相、Z相輸出、A相和B相延遲1/4周期的脈沖輸出，根據延時關系，可以區分前進檔和倒檔，通過取B相的上升沿和下降沿，頻率2或4可以加倍： 2相是單匝脈沖，即每匝發出一個脈沖增量測量方法的晶格，它由周期性晶格條組成。位置信息是通過計算從點開始的增量數（測量步長）獲得的。由于參考點需要絕對位置值，因此圓形網格輪也具有參考點導軌。

絕對編碼器

絕對編碼器對應一轉，每個參考角度輸出與角度對應的唯一二進制值，外部線圈裝置可以記錄和測量多個位置。

位置值在打開編碼器后立即可用，并為后續的信號處理電子設備做好準備。無需將軸移動到參考點的零點。絕對位置信息來自圓形網格輪，該輪由一系列絕對代碼組成。單個增量鋼軌雕刻信號通過細分生成位置值，并可選擇生成增量信號

單圈編碼器的絕對位置值信息每轉一圈重復。多圈編碼器還可以評估每轉位置值的X。

它們具有最大的區別：在增量編碼器中，位置從零標記開始時計算的脈沖數來看是絕對的，而絕對編碼器的位置通過讀取輸出代碼是絕對的。每個位置的輸出代碼讀數在一圈內是明確的，因此在電源中斷時，絕對編碼器不會與實際位置分離。當電源重新打開時，位置值仍然是最新的且有效，這與增量編碼器不同，增量編碼器必須找到零標記。

編碼器的工作原理

通過中間有波的光電碼盤，有環形、暗線、光電發射和接收器件讀數，四組正弦波信號組合成A、B、C、D，每個正弦波有90度的相位差（相對于一個周期360度），CD信號反轉， 疊加A和B兩相，可以增加穩定信號：每轉輸出另一個Z相位脈沖，表示零參考位。

由于A和B相差為90度，因此可以通過比較編碼器前的A相位或編碼器前的B相位來確定編碼器的正反轉，并通過零脈沖獲得編碼器的零參考位置。編碼器碼盤的材料是玻璃、金屬、塑料，玻璃碼盤沉積在很細的玻璃線上，其熱穩定性好，精度高，金屬碼盤直接穿過而不穿過雕刻線，不易碎，但由于金屬有一定的厚度，精度有限，其熱穩定性比玻璃差一個數量級，  塑料碼盤經濟實惠，其成本低，但精度、熱穩定性、使用壽命較差。

判別率編碼器表示每旋轉360度有多少條通道或暗線稱為判別率，也稱為解析索引，或直接稱量多少條線，一般以每轉5~10000條線的分割。

編碼器的位置測量和反饋原理

編碼器在電梯、機床、材料加工、電機反饋系統以及測量和夾持設備中發揮著極其重要的作用。編碼器使用光柵和紅外光源將光信號通過接收器轉換為電TTL（HTL）信號，通過對TTL電平頻率和高電平數的分析，直觀地反映電機的旋轉角度和旋轉位置，因為角度和位置可以精確測量， 編碼器和變頻器可以形成一個封閉的抓取系統，這更準確，這就是為什么電梯、機床等。可以如此準確地使用。

綜上所述，我們知道編碼器按結構分為增量信號和絕對信號，它們還將其他信號，如光信號，轉換為可以分析和捕獲的電信號，而我們生活中常見的機床只是基于電機的精確調整， 通過捕獲閉環電信號，編碼器的協作變頻器也被認為是理所當然的，以實現精確的傳感。

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