絕對值編碼器什么時候適合您的應用？

當您需要測量旋轉軸的速度、運動方向或位置時，您可能需要旋轉編碼器。當需要選擇一種時，有兩種主要類型需要考慮：增量編碼器和絕對值編碼器。

做出正確的選擇很重要，這就是為什么我們整理了這份關于絕對值編碼器的簡短指南，以幫助您了解它們是什么、它們與增量編碼器有何不同，以及您可能需要絕對值編碼器的情況。

什么是絕對值編碼器？

絕對值編碼器在每個旋轉點提供唯一的位置值或數據字，代表編碼器的“絕對”位置。從您打開它的那一刻起，絕對值編碼器就可以告訴您它正在測量的旋轉軸的準確位置。它通過使用光學、磁性或電容傳感器從隨軸旋轉的盤上讀取唯一代碼來實現這一點。至關重要的是，絕對值編碼器可以在不需要轉動軸的情況下做到這一點，并且即使在暫時斷電的情況下也可以跟蹤該位置。編碼器盤上的唯一代碼越多，您的位置讀數就越精確。

光學編碼器盤和電容式編碼器盤的比較



分辨率以位（二進制數字）表示，對應于一轉中唯一數據字的數量。絕對值編碼器也有單圈和多圈兩種形式。單圈編碼器提供一整圈 360° 的定位數據，軸的每一圈都會重復輸出。多圈編碼器還提供單圈定位數據，但有一個額外的“圈”計數器來測量轉數。

絕對值編碼器與增量編碼器

相反，增量編碼器的工作原理是當軸旋轉時產生脈沖。典型的增量編碼器生成 2 個異相 90 度的方波。這些脈沖必須由編碼器外部的電子設備進行跟蹤或計數。

典型的 90° 異相增量編碼器波形



分辨率用每轉脈沖數 PPR 表示，并表示增量編碼器從其方波輸出中獲得的高脈沖數。有關編碼器 PPR 的更多信息，查看我們關于該主題的博客文章。

由于增量編碼器的輸出僅處于 4 種重復狀態中的一種，因此編碼器必須參考已知的固定位置或“原點”以提供有意義的定位信息。從通常與編碼器的索引脈沖對齊的起始位置，可以跟蹤軸旋轉的增量變化并獲知軸的絕對位置。每次打開增量編碼器或臨時斷電時都必須發生這種情況。因此，獲得絕對位置讀數需要更長的時間，并且軸需要轉動才能提供它。

增量編碼器比絕對值編碼器復雜，因此通常更便宜（盡管價格差異正在縮小）。如果您僅監控速度、運動方向或相對位置，則增量編碼器通常是最佳選擇，但當絕對位置是您的主要關注點時，絕對值編碼器就是最佳選擇。

為什么選擇絕對值編碼器而不是增量編碼器？

首先，由于絕對值編碼器可以保持軸的位置，因此只要向其供電，就可以知道該位置。您無需等待歸位或校準序列完成，并且可以在啟動時或斷電后更快地獲取所需的位置數據，即使在編碼器關閉時軸已轉動。

在許多系統中，了解啟動時的絕對位置至關重要，在某些系統中，繼續沿一個方向旋轉軸是安全的，但沿另一個方向旋轉軸則不然。根據應用的不同，錯誤可能會導致設備損壞、人身傷害或更嚴重的情況。在此類情況下，在任何部件移動之前了解旋轉設備的確切位置至關重要。

同樣重要的是，絕對值編碼器實時提供真實位置。隨著越來越多的系統通過連接到中央通信總線而變得數字化，能夠在需要時以最小的延遲輪詢編碼器的實時位置是非常有好處的。為了使用增量編碼器跟蹤您的位置，即使在歸位序列之后，您也需要使用外部電路（通常通過正交解碼）跟蹤所有脈沖。除了所需的外部電路之外，這還意味著確定位置時存在一些延遲。

絕對值編碼器以其規定的分辨率為每個位置生成一個唯一的數字“字”



還有其他好處。實現絕對值編碼器的系統通常不太容易受到電噪聲的影響，因為它們通過從二進制編碼器讀取經過錯誤檢查的代碼或通過串行總線以數字方式獲取位置，而不是需要對脈沖進行計數的增量編碼器。

與此相關的事實是，在同一系統中組合多個絕對值編碼器相對簡單 - 也許用于工廠自動化或具有多個關節的機械臂。如果您使用增量編碼器，監控多個設備的輸出可能會變得非常復雜，需要大量的處理能力。但使用絕對值編碼器，特別是那些可以鏈接到中央通信總線的編碼器，您可以單獨從每個編碼器獲取數據，這需要更少的處理能力來解釋讀數。

絕對值編碼器應用

闡述了絕對值編碼器和增量編碼器之間的主要區別后，讓我們簡要了解一下使用絕對值編碼器的一些特定場景。

一個關鍵市場是機器人——一個快速擴張的領域，涵蓋各個領域。在制造業中，您會發現機械臂用于組裝、焊接、噴漆和其他任務。您還會在醫療保健領域找到它們。例如，遠程手術需要來自機械臂的大量極其精確的位置信息。家庭輔助機器人是絕對值編碼器的另一個新興用例。

然而，這只是一個領域，隨著越來越多的系統實現數字化，并且增量式編碼器和絕對式編碼器之間的價格差距不斷縮小，絕對式編碼器的應用種類幾乎變得無窮無盡，無論是在工業還是消費市場。從自動門和相機萬向節到工廠自動化，絕對值編碼器是一種高效且日益經濟實惠的位置確定方式。

什么時候適合選擇絕對值編碼器

為您的產品設計選擇正確類型的編碼器至關重要，這就是為什么了解增量編碼器和絕對值編碼器之間的主要區別如此重要。隨著價格差距的縮小和技術的變化，絕對值編碼器比增量編碼器具有許多明顯的優勢，使其成為滿足您的位置反饋要求的有趣選擇。

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