编码器与光电码盘相比的缺点_
光电编码器特性及其应用
光电编码器的特性及应用（转）摘要：文中简介了光电编码器的工作原理，阐述了光电编码器的分类及其特性，列举了光电编码器的应用电路，分析了光电编码器应用中的问题并提出改进措施。
关键词：编码器原理特性应用电路改进措施1.光电编码器的工作原理光电编码器，是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。
这是目前应用最多的传感器，光电编码器是由光栅盘和光电检测装置组成。
光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个长方形孔。
由于光电码盘与电动机同轴，电动机旋转时，光栅盘与电动机同速旋转，经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号，其原理示意图如图1所示；通过计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机的转速。
此外，为判断旋转方向，码盘还可提供相位相差90º的两路脉冲信号。
根据检测原理，编码器可分为光学式、磁式、感应式和电容式。
根据其刻度方法及信号输出形式，可分为增量式、绝对式以及混合式三种。
1.1增量式编码器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90º，从而可方便地判断出旋转方向，而Z相为每转一个脉冲，用于基准点定位。
它的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。
其缺点是无法输出轴转动的绝对位置信息。
1.2绝对式编码器绝对编码器是直接输出数字量的传感器，在它的圆形码盘上沿径向有若干同心码道，每条道上由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，码盘上的码道数就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，形成二进制数。
这种编码器的特点是不要计数器，在转轴的任意位置都可读出一个固定的与位置相对应的数字码。
显然，码道越多，分辨率就越高，对于一个具有 N位二进制分辨率的编码器，其码盘必须有N条码道。
(整理)编码器工作原理光电编码器的工作原理解析
编码器工作原理,光电编码器的工作原理分析编码器工作原理绝对脉冲编码器:APC增量脉冲编码器:SPC两者一般都应用于速度控制或位置控制系统的检测元件.旋转编码器是用来测量转速的装置。
它分为单路输出和双路输出两种。
技术参数主要有每转脉冲数（几十个到几千个都有），和供电电压等。
单路输出是指旋转编码器的输出是一组脉冲，而双路输出的旋转编码器输出两组相位差90度的脉冲，通过这两组脉冲不仅可以测量转速，还可以判断旋转的方向。
增量型编码器与绝对型编码器的区分编码器如以信号原理来分，有增量型编码器,绝对型编码器。
增量型编码器(旋转型)工作原理:由一个中心有轴的光电码盘，其上有环形通、暗的刻线，有光电发射和接收器件读取,获得四组正弦波信号组合成A、B、C、D,每个正弦波相差90度相位差（相对于一个周波为360度），将C、D信号反向，叠加在A、B两相上，可增强稳定信号；另每转输出一个Z相脉冲以代表零位参考位。
由于A、B两相相差90度，可通过比较A相在前还是B相在前，以判别编码器的正转与反转，通过零位脉冲，可获得编码器的零位参考位。
编码器码盘的材料有玻璃、金属、塑料，玻璃码盘是在玻璃上沉积很薄的刻线，其热稳定性好，精度高，金属码盘直接以通和不通刻线，不易碎，但由于金属有一定的厚度，精度就有限制，其热稳定性就要比玻璃的差一个数量级，塑料码盘是经济型的，其成本低，但精度、热稳定性、寿命均要差一些。
分辨率—编码器以每旋转360度提供多少的通或暗刻线称为分辨率，也称解析分度、或直接称多少线，一般在每转分度5~10000线。
信号输出:信号输出有正弦波（电流或电压）,方波（TTL、HTL）,集电极开路（PNP、NPN）,推拉式多种形式，其中TTL为长线差分驱动（对称A,A-;B,B-;Z,Z-）,HTL也称推拉式、推挽式输出，编码器的信号接收设备接口应与编码器对应。
信号连接—编码器的脉冲信号一般连接计数器、PLC、计算机，PLC和计算机连接的模块有低速模块与高速模块之分，开关频率有低有高。
编码器优缺点
E光学检测
轴方式
V实心轴 H空心轴 S半空轴 K内置联轴器 V实心轴 H空心轴 S半空轴 K内置联轴器 V实心轴 H空心轴 S半空轴 K内置联轴器
外壳尺寸(mm)
22 - 115 58 - 160 36 - 65 58/65 22 - 115 58 - 160 36 - 65 58/65 22 - 115 58 - 160 36 - 65 58/65
分辨率
1…18000
增量式
O光学检测 (高精度)
1…36000
M磁学检测
1…2048
接口类别
直出接口
SSI ISI Parallel SIN/COS
总线接口
CANopen InterBus PROFIBUS PORFINET DeviceNet
以太网接口
EtherNet/IP EtherCAT POWERLINK
条码位移
BE
---
读取条码值
最大10KM
最高1mm
优点&缺点
可配置性高 可编程性高 检测，响应时 间较好 可配置性，可 编程性一般； 检测，响应时 间高 价格低，精度 和接口方式多 样性不高
. 模拟量输出
12/16bit 12/16bit 12/16bit -----
特点
应用领域
耐压，集成度高 液压设备等 耐腐蚀 化工容器液位等 铝合金导轨，工作温度大 金属加工业等 铝合金导轨,高分辨率 可集成控制器，非接触式 物流仓储业，土木测量等
名称
型号
材质
不锈钢 塑料导管 铝合金 -----
原理
磁致伸缩 光电原理 光学反射
量程
最大4M 最大1M 最大20M 最大3040mm 最大240M
光电编码器的介绍
光电编码器的介绍光电编码器（Optical Encoder）是一种由光电开关和编码盘组成的测量装置，用于测量旋转运动或线性运动的位置、速度和方向。
它是将机械运动转换为电信号的传感器，广泛应用于工业自动化系统、机床、医疗设备、机器人等领域。
光电编码器的工作原理是通过光电开关检测光电信号来实现位置和运动的测量。
它由一个光电开关和一个编码盘组成。
编码盘上有一个或多个刻有光透过孔和光遮挡槽的轨道，当编码盘旋转或移动时，光电开关会检测到光透过孔或光遮挡槽，从而产生相应的光电信号。
这些光电信号经过处理电路被转换成电信号，通过计数器或编码器读取，最终获得位置、速度和方向信息。
1.高精度：光电编码器的精度通常可以达到极高的水平，一般在几微米或更小的范围内。
这使得它在需要高精度测量的应用中得到广泛使用，如机床、机器人、印刷设备等。
2.高分辨率：光电编码器具备高分辨率的特点，可以提供更细腻的位置和速度测量。
高分辨率使得光电编码器在需要准确控制位置和速度的应用中得到广泛应用，例如自动导航、精密定位等。
3.快速响应：光电编码器可以实时检测光透过孔或光遮挡槽，从而能够快速响应运动状态的变化，使得它在需要快速反馈和控制的应用中得到广泛应用，如自动调节、速度控制等。
4.高可靠性：光电编码器采用非接触式测量方式，与传统的机械式测量装置相比，具有更长的使用寿命和更低的故障率。
同时，光电编码器具备抗干扰能力强、防尘、防水等特点，适用于各种恶劣环境和工作条件。
5.无需校准：光电编码器的安装和使用非常简单，通常无需进行校准，只需将其安装在需要测量的位置上即可。
这大大减少了安装和维护的时间和成本。
增量式编码器是一种周期性输出脉冲信号的编码器，其输出脉冲的数目与旋转角度或位移成正比。
通过对脉冲信号进行计数、计算和运算，可以获得位置和速度信息。
增量式编码器常用于需要持续测量和监控位置和速度变化的应用中。
绝对式编码器通过在编码盘上刻上固定的编码序列来实现位置测量，每个位置都有唯一的编码码，从而可以准确地确定位置。
编码器工作原理,光电编码器的工作原理分析
编码器工作原理,光电编码器的工作原理分析关键字：编码器工作原理,光电编码器的工作原理分析编码器工作原理绝对脉冲编码器:APC增量脉冲编码器:SPC两者一般都应用于速度控制或位置控制系统的检测元件.旋转编码器是用来测量转速的装置。
它分为单路输出和双路输出两种。
技术参数主要有每转脉冲数（几十个到几千个都有），和供电电压等。
单路输出是指旋转编码器的输出是一组脉冲，而双路输出的旋转编码器输出两组相位差90度的脉冲，通过这两组脉冲不仅可以测量转速，还可以判断旋转的方向。
增量型编码器与绝对型编码器的区分编码器如以信号原理来分，有增量型编码器,绝对型编码器。
增量型编码器(旋转型)工作原理:由一个中心有轴的光电码盘，其上有环形通、暗的刻线，有光电发射和接收器件读取,获得四组正弦波信号组合成A、B、C、D,每个正弦波相差90度相位差（相对于一个周波为360度），将C、D信号反向，叠加在A、B两相上，可增强稳定信号；另每转输出一个Z相脉冲以代表零位参考位。
由于A、B两相相差90度，可通过比较A相在前还是B相在前，以判别编码器的正转与反转，通过零位脉冲，可获得编码器的零位参考位。
编码器码盘的材料有玻璃、金属、塑料，玻璃码盘是在玻璃上沉积很薄的刻线，其热稳定性好，精度高，金属码盘直接以通和不通刻线，不易碎，但由于金属有一定的厚度，精度就有限制，其热稳定性就要比玻璃的差一个数量级，塑料码盘是经济型的，其成本低，但精度、热稳定性、寿命均要差一些。
分辨率—编码器以每旋转360度提供多少的通或暗刻线称为分辨率，也称解析分度、或直接称多少线，一般在每转分度5~10000线。
信号输出:信号输出有正弦波（电流或电压）,方波（TTL、HTL）,集电极开路（PNP、NPN）,推拉式多种形式，其中TTL为长线差分驱动（对称A,A-;B,B-;Z,Z-）,HTL也称推拉式、推挽式输出，编码器的信号接收设备接口应与编码器对应。
信号连接—编码器的脉冲信号一般连接计数器、PLC、计算机，PLC和计算机连接的模块有低速模块与高速模块之分，开关频率有低有高。
比较磁电式光电式编码器三种转速传感器测量原理及特点
比较磁电式光电式编码器三种转速传感器测量原理及特点一、引言在工业自动化领域中，转速传感器是一种常用的测量设备，用于测量旋转物体的转速。
磁电式编码器、光电式编码器是两种常见且使用广泛的转速传感器。
本文将对磁电式编码器、光电式编码器和传统编码器进行比较，分析它们的测量原理和特点。
二、磁电式编码器1. 测量原理磁电式编码器是利用磁场变化产生电势的原理进行转速测量的。
它由磁传感器和磁极盘两部分组成。
磁传感器感知磁极盘上的磁场变化，并产生相应的电势信号。
通过测量电势信号的变化，可以确定转速的大小。
2. 特点•非接触性：磁电式编码器的测量过程不需要接触转速物体，减少了磨损和摩擦。
•高精度：磁电式编码器具有较高的分辨率和测量精度，可以达到亚微米级别。
•耐用性强：磁电式编码器具有较好的耐用性和抗干扰能力，适用于复杂的工业环境。
三、光电式编码器1. 测量原理光电式编码器是利用光电元件和光栅进行转速测量的。
光电元件感知光栅上的光信号变化，并产生相应的电信号。
通过测量电信号的变化，可以确定转速的大小。
2. 特点•高分辨率：光电式编码器的分辨率较高，可以达到亚微米级别。
在高精度测量要求的场景中具有优势。
•可编程性强：光电式编码器可以通过调整光栅的线数和结构参数来改变分辨率和测量范围，具有较高的可编程性。
•可靠性高：光电式编码器具有较好的抗干扰能力和稳定性，适用于精细测量和高要求的工业环境。
四、传统编码器1. 测量原理传统编码器是利用接触式传感器和编码盘进行转速测量的。
编码盘上的凹槽通过接触式传感器的感应，产生相应的电信号。
通过测量电信号的频率和脉冲数，可以确定转速的大小。
2. 特点•低成本：传统编码器的制造成本较低，适用于一些成本敏感的应用场景。
•需要接触：传统编码器需要与转速物体接触，存在磨损和摩擦的问题。
•测量精度受限：传统编码器的测量精度较低，一般在几毫米级别。
五、比较分析特点磁电式编码器光电式编码器传统编码器测量原理磁场变化产生电势光信号变化产生电信号编码盘凹槽感应电信号接触方式非接触式非接触式接触式测量精度高精度高精度较低精度耐用性耐用性强耐用性强耐用性较差抗干扰能力抗干扰能力强抗干扰能力强抗干扰能力一般分辨率较高较高较低成本高成本中等成本低成本六、总结通过对磁电式编码器、光电式编码器和传统编码器的比较分析，可以得出以下结论：- 磁电式编码器和光电式编码器具有较高的测量精度和耐用性，适用于高精度测量和复杂工业环境。
编码器的常见问题解答一
编码器的常见问题解答一、问：增量旋转编码器选型有哪些注意事项？应注意四方面的参数：1．械安装尺寸，包括定位止口，轴径，安装孔位；电缆出线方式；安装空间体积；工作环境防护等级是否满足要求。
2．分辨率，即编码器工作时每圈输出的脉冲数，是否满足设计使用精度要求。
3．电气接口，编码器输出方式常见有推拉输出（f型htl格式），电压输出（e），集电极开路（c，常见c为npn型管输出，c2为pnp型管输出），长线驱动器输出。
其输出方式应和其控制系统的接口电路相匹配。
4，工作电压二、问：请教如何使用增量编码器？1，增量型旋转编码器有分辨率的差异，使用每圈产生的脉冲数来计量，数目从6到5400或更高，脉冲数越多，分辨率越高；这是选型的重要依据之一。
2，增量型编码器通常有三路信号输出（差分有六路信号）：ab和z，一般采用ttl电平，a脉冲在前，b脉冲在后，ab脉冲相差90度，每圈发出一个z脉冲，可作为参考机械零位。
一般利用a超前b或b超前a进行判向，我公司增量型编码器定义为轴端看编码器顺时针旋转为正转，a超前b为90°，反之逆时针旋转为反转b超前a为90°。
也有不相同的，要看产品说明。
3，使用plc采集数据，可选用高速计数模块；使用工控机采集数据，可选用高速计数板卡；使用单片机采集数据，建议选用带光电耦合器的输入端口。
4，建议b脉冲做顺向（前向）脉冲，a脉冲做逆向（后向）脉冲，z原点零位脉冲。
5，在电子装置中设立计数栈。
三、关于户外使用或恶劣环境下使用有网友来email问，他的设备在野外使用，现场环境脏，而且怕撞坏编码器。
我公司有铝合金（特殊要求可做不锈钢材质）密封保护外壳，双重轴承重载型编码器，放在户外不怕脏，钢厂、重型设备里都可以用。
不过如果编码器安装部分有空间，我还是建议在编码器外部再加装一防护壳，以加强对其进行保护，必竟编码器属精密元件，一台编码器和一个防护壳的价值比较还是有一定差距的。
磁式编码器 与 光电编码器 的区别
磁式编码器与光电编码器的区别Avtron从事编码器研发与生产50年，是世界上最主要的型重载编码器制造商之一，产品广泛应用于冶金/风电/石油/起重/港口/造纸/矿山等重型机械行业。
Avtron的编码器采用了两种不同的传感技术来产生信号：光电式和磁阻式。
Avtron的两种传感技术的编码器在众多环境恶劣、要求苛刻的变速传动与控制应用中，经过了成千上万的安装及使用验证，您可以完全信赖我们。
并根据您对价格和使用环境的需求来选择最适合的编码器。
光电传感技术：采用光电原理产生信号。
其扫描原理为：LED灯发出光线，经过透镜聚焦成光线，光线被一个旋转的刻有光栅的码盘切割，在码盘的另一端被光敏电池接收并输出信号。
原理图如下图：光电码盘的材质通常为玻璃，高分子材料，金属，实际应用中，光电码盘与光敏电阻的距离很小，通常在10μm的数量级，因而，任何轴向窜动都会损坏编码器，另外，采用光电传感技术的编码器，不耐振动，不耐污染，对频繁变温、振动，以及长期潮湿的、污染的工作环境中适应力较差。
光电扫描技术是重载编码器发展的瓶颈。
Avtron的光电传感技术：采用抗振防碎型光码盘，并结合Avtron的专利宽距技术，使传感器与光码盘的间隙是一般编码器的8倍大，从而避免了由于振动撞击导致的码盘或传感器的损坏。
Avtron的磁式传感技术：采用磁阻检测原理，扫描系统由磁环及传感器组成，磁环有多个磁极紧密排列而成，N-S极有磁力线，磁环旁传感器可以检测到磁力线的变化，当磁环旋转时，磁力线发生变化，传感器根据磁力线变化（磁力线角度方向）输出信号。
Avtron的宽距技术科使转子与传感器间的距离是通常编码器的2-4倍大（1.2mm-2.2mm），避免了因对中不准、电机轴跳和轴承移动等原因对传感器造成的损坏。
原理图如下图：因为磁力线可以穿透污染，因而编码器内部不受灰尘、油污和水汽的影响，传感器与码盘的距离最大可达3mm，码盘及其坚固，所有电子部件灌胶密封，因而不怕振动冲击，适合于苛刻工况下的应用。
解析几种编码器技术原理及优缺点
解析几种编码器技术原理及优缺点电子工程专辑 6天前编码器在运动控制类产品中比较常见，旋转编码器都是组成运动控制反馈回路的关键元器件，包括工业自动化设备和过程控制、机器人技术、医疗设备、能源、航空航天等。
作为将机械运动转换为电信号的器件，编码器可为工程师提供位置、速度、距离和方向等基本数据，用以优化整个系统的性能。
光学式、磁式和电容式是可供工程师使用的三种主要编码器技术。
不过，要确定哪种技术最适合最终应用，还需要考虑一些因素。
本文将概述光学式、磁式和电容式三种编码器技术，并且略述各种技术的利弊权衡。
1、光学编码器多年来，光学编码器一直都是运动控制应用市场的热门选择。
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，可用于确定轴的旋转和速度。
图 1：光学编码器的典型 A 和 B 正交脉冲，包括索引脉冲(图片来源：CUI Devices)尽管光学编码器应用广泛，但仍有几点缺陷，在工业应用等多尘且肮脏的环境中，污染物会堆积在码盘上，从而阻碍LED 光透射到光学传感器。
由于受污染的码盘可能会导致方波不连续或完全丢失，因而极大地影响了光学编码器的可靠性和精度。
LED 的使用寿命有限，最终总会烧坏，从而导致编码器故障。
此外，玻璃或塑料码盘容易因振动或极端温度而损坏，因而限制了光学编码器在恶劣环境应用中的适用范围;将其组装到电机上不仅耗时，而且受污染的风险更大。
最后，如果光学编码器的分辨率较高，则会消耗100 mA 以上的电流，进一步影响了它应用于移动设备或电池供电设备。
2、磁性编码器磁性编码器的结构与光学编码器类似，但它利用的是磁场，而非光束。
磁性编码器使用磁性码盘替代带槽光电码盘，磁性码盘上带有间隔排列的磁极，并在一列霍尔效应传感器或磁阻传感器上旋转。
光电编码器
增量式编码器 光栏板及辨向用的A、B狭缝
A A C
B
光敏元件
B C
盘码及 狭缝 零位标志
应用：
长春第一光学仪器厂生产的CHA系列实心轴增量式编码器， 其外径 40，轴径 6
当光栅盘随被测工作轴一起转动时，每转过一个缝隙，光电管就 会感受到一次光线的明暗变化，使光电管的电阻值改变，这样就 把光线的明暗变化转变成电信号的强弱变化，而这个电信号的强 弱变化近似于正弦波的信号，经过整形和放大等处理，变换成脉 冲信号。通过计数器计量脉冲的数目，即可测定旋转运动的角位 移；通过计量脉冲的频率，即可测定旋转运动的转速，测量结果 可以通过数字显示装置进行显示或直接输入到数控系统中
• 光电编码器的测量精度取决于它所能分辨 的最小角度，而这与光栅盘圆周的条纹数 有关，即分辨角 分辨角α=360°/条纹 如果数条纹数为1024， 则分辨角α=360°/1024=0.352°。
• 为了判断光栅盘转动的方向，可采用图5.4a)的逻辑控 制电路,将光电管A、B信号（也就是中的0°及90 ° 信 号）放大整形后变成a、b两组方波。a组分成两路，一 路直接微分产生脉冲d，另一组经反相后再微分得到脉 冲e。d、e两路脉冲进入与门电路后分别输出正转脉冲f 和反转脉冲g。 （运用我们学过的数字电子技术知识同 学们从时序图可以分析出） b组方波作为与门的控制信 号，使光电盘正转时f有脉冲输出，反转时g有脉冲输出， 这样就可判别光电编码器的旋转方向。 • 光电编码器的测量精度取决于它所能分辨的最小角度， 而这与光栅盘圆周的条纹数有关，即分辨角 分辨角α=360°/条纹 如果数条纹数为1024， 则分辨角α=360°/1024=0.352°。
图5-2-1 接触式码盘
Q
360 2
光电编码器的原理及常见故障分析--孟钦
技术论文题目：光电编码器的原理及常见故障分析单位：设备处数控一站姓名：孟钦日期：2009年11月4号光电编码器是将角位移转换为数字编码的一种传感器，其与数字系统连接，将输入量转换成数字量输出。
光电编码器具有分别率高、抗干扰能力强、便于计算机处理等优点。
一、光电编码器的结构：光电编码器主要是由光源、柱面镜、码盘、狭缝、光电元件组成。
光电编码器中将被测机械部件的转角转换成电信号（数字量）的主要部件是码盘。
码盘是一块圆形光学玻璃，其上面刻有许多同心码道，每圈码道上都有按一定规律排列的透光部分和不透光部分，即亮区和暗区。
二、光电编码器的工作原理：它是通过读取光电编码盘上的图案或编码信息来表示与光电编码器相连的电机转子的位置信息的，即由不同等分的明暗相间的条纹，通过光电元件取得角度位置的二进制数字信号，最后进行解码取得角度位置的绝对值或相对值。
光电编码器由光源，码盘和光电接收器所组成。
码盘是编码器中的最重要的器件，它是在一定直径的圆板上等分地开通了若干个长方形孔。
由于光电码盘与电动机同轴，电动机旋转时，码盘与电动机同速旋转，经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号，通过计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机的转速。
此外，为判断旋转方向，码盘还可提供相位相差90°的两路脉冲信号。
其原理示意图如图1所示：二、光电编码器的分类：根据检测原理，编码器可分为光学式、磁式、感应式和电容式。
根据光电编码器的工作原理（其刻度方法及信号输出形式），可分为绝对式光电编码器与增量式光电编码器及混合式光电编码器。
分别介绍如下：（一）、绝对式光电编码器绝对式光电编码器如图所示，他是通过读取编码盘上的二进制的编码信息来表示绝对位置信息的。
编码盘是按照一定的编码形式制成的圆盘。
图2是二进制的编码盘，图中空白部分是透光的，用“0”来表示;涂黑的部分是不透光的，用“1”来表示。
通常将组成编码的圈称为码道，每个码道表示二进制数的一位，其中最外侧的是最低位，最里侧的是最高位。
光电编码器使用中相关问题分析
通 常情 况下 一 可表示 为转角 妒 的周 期性 函数， 即：
Ａ △（∑ 加 ｒ ， ＝（ ｐ （ ） 一 一４ （ ）
ｎ＝ｌ
因此有 ：
△ ｆ（ ＝ 。 ＿一５ ｃ △ｐ ∑ ） ＿ （ ＝， 【 （ ａ ＿ ）
即：形 变 引起 的测量 角误 差同样 是转角 的周期性 函数 。
ＧＡ＝主１ ” ． ： ８
一 一（ 一） ２
１ ）偏心和 形变 对精 度的影 响
编码 器偏心和形变对精 度的影 响是 指 ：编码器几 何中心与旋 转轴 中心不重合 或编码器几何形状 不是理想 的圆形而对角度测量 精度的影响 。其影响来 自于 ：这种情 况下 ，测量 角相对应 的编码 器圆周上的刻线 弧长偏差 ， 即被测角对应 的编码 器刻线弧长不等 ，
例如 ： 对于 Ｄ０ ｌ５ ｍ 的编码 器，雷尼绍给 出的性 能指标 ＝ ｒ １ａ 对 于 Ｄ ： ５ ｒｍ 的 编 码 器 ， 雷 尼 给 出 的 性 能 指 标 。 １０ ａ
ＧＡ＝ ． ” ±１ ： ４
对 于 Ｄｏ２ ９ ＝ ２ ｍｍ 的 编 码 器 ， 雷 尼 绍 给 出 的 性 能 指 标
径 。
一 － ０ －）
式 中 ：ｅ 表示 圆周 弦误 差 ； 由表 示角度误差 ；Ｄ为测量直
换 句话说 ，在测 量半 径上 的圆周 弦误差 ｅ 可 以通过 公式 （ １）等 效 于 角度 测 量 误 差 ， 反之 亦 然 。 ｌ 、刻度精度
直 径的编码 器的典 型安装精 度见表 ２ 。 Ａ 标准 结构 ＲＥｓ “ ａ ｒ Ｒ ｔ Ｐｅ ”安装 、单读 数头 ； 在固定螺钉位置 的径 向跳动不大于 ±３“ｍ； 各个螺 钉的 固紧 力矩 符 合安 装指 南推荐 的范 围 ； 假定轴 系运 动可 重复性 成立 。 表 ２ 不同直径编码器 的安装 精度
编码器常见问题：TTL_HTL_DTL电平差别
TTL/HTL/DTL电平在双极型数字集成电路中，除了TTL电路以外，还有二极管－三极管逻辑(Diode-Transistor Logic，简称DTL)、高阈值逻辑(High Threshold Logic，简称HTL)、发射极耦合逻辑(Emitter Coupled Logic，简称ECL)和集成注入逻辑(Integrated Injection Logic，简称I2L)等几种逻辑电路。
HTL电路的特点是阈值电压比较高。
当电源电压为15V时，阈值电压达7-8V。
因此，它的噪声容限比较大，有较强的抗干扰能力。
它的主要缺点是工作速度比较低，所以多用在对工作速度要求不高而对抗干扰能力要求较高的一些工业控制设备中。
目前它几乎完全为CMOS电路所取代。
它的电平，就是指输出的“1”、“0”时的电压。
HTL是high threshold logic的缩写,中文是"高阈值逻辑电路"的意思全称是"高阈值双极型中、低速数字集成电路",它的抗干扰能力非常高TTL电路,晶体管――晶体管逻辑电路DTL电路(Diode-Transistor Logic),二极管-三极管逻辑电路UNL和UNH的值越大，则电路抗干扰信号的能力就越强。
编码器常用问答一、问：增量旋转编码器选型有哪些注意事项？应注意三方面的参数：1．械安装尺寸，包括定位止口，轴径，安装孔位；电缆出线方式；安装空间体积；工作环境防护等级是否满足要求。
2．分辨率，即编码器工作时每圈输出的脉冲数，是否满足设计使用精度要求。
3．电气接口，编码器输出方式常见有推拉输出（F型HTL格式），电压输出（E），集电极开路（C，常见C为NPN型管输出，C2为PNP型管输出），长线驱动器输出。
其输出方式应和其控制系统的接口电路相匹配。
二、问：请教如何使用增量编码器？1，增量型旋转编码器有分辨率的差异，使用每圈产生的脉冲数来计量，数目从6到5400或更高，脉冲数越多，分辨率越高；这是选型的重要依据之一。
《光电编码器》课件
应用案例二
工业自动化：用于控制机械臂、机器人等设备的运动 医疗设备：用于控制医疗设备的精确定位和运动 航空航天：用于控制航天器的姿态和运动 汽车电子：用于控制汽车电子设备的运动和定位
应用案例三
工业自动化：用于 控制机械臂、机器 人等设备的运动
医疗设备：用于 医疗设备的精确 定位和运动控制
航空航天：用于 航天器的姿态控 制和导航系统
光电编码器的市 场分析
市场需求
光电编码器广泛 应用于工业自动 化、机器人、医 疗设备等领域
随着工业4.0和 智能制造的发展， 光电编码器的市 场需求不断增长
光电编码器在精 度、稳定性、可 靠性等方面具有 优势，受到市场 青睐
光电编码器市场 竞争激烈，需要 不断创新和优化 产品性能，提高 市场竞争力
额
竞争策略：价 格战、技术战、
品牌战等
发展趋势：智 能化、小型化、
高精度等
市场规模和增长率
光电编码器市场 规模：全球市场 规模约100亿美 元
增长率：预计未 来五年内，光电 编码器市场将以 5%的复合增长 率增长
应用领域：主要 应用于工业自动 化、机器人、医 疗设备等领域
竞争格局：市场 竞争激烈，主要 厂商包括SICK、 Balluff、 Omron等
市场拓展：扩大 光电编码器的应 用领域，如工业 自动化、机器人、 医疗设备等
合作共赢：加强 与上下游企业的 合作，共同推动 光电编码器的发 展
环保节能：注重 光电编码器的环 保性能，降低能 耗，提高能源利 用率
光电编码器的案 例分析
应用案例一
案例名称：智能机器人 应用领域：工业自动化 应用原理：光电编码器用于机器人关节角度测量 应用效果：提高机器人定位精度和稳定性
光电检测技术——光电编码器4
7-4 光电编码器（码盘）一．概述测量技术的迅速发展，经常需要将位移量（包括线位移和角位移）数字化以便计算机处理，这一过程是AD转换。
光电编码器是AD转换的有效工具之一。
光栅盘（或光栅）是增量方式编码器，没有确定的零位，它以相对值的形式反映位移信息。
光电编码器是绝对式编码器，具有确定不变的零位，它反映的位移信息是以零位为起点的绝对数值。
应用：用码盘做阀们开度指示，一开机便知道阀们当前开度、流量，而用光栅盘是不可想象的。
二．码盘的容量和分辨率容量n为码盘码道数分辨率=3600/2n例如：QDB9型九位光电编码器n=9十一位光电编码器n=11三．编码（1）二进制码优点：有权码，容易读缺点：当光电转换在各位不同步时，产生很大误差。
（2）循环码优点：代码从任何数转变到相邻数时，代码的各位仅有一位发生变化，误差最大值仅是最低位的单位量。
缺点：无权码，难读懂。
例：15变到16二进制码循环码15 01111 0100016 10000 11000假设最高位延迟变化，则结果为：00000 （0D）01000（15 D）最大误差16-0=16 16-15=1四．循环码及其转换（一）四位循环码与二进制码的关系（二）转换逻辑关系式（1）循环码变二进制码C n=R n（n为码盘码道数）C i=R i R i+1R i+2R i+3……R n =0“”为“异或”符号，实际上是不进位加（也叫按位加）00=0 01=1 10=1 11=0（2）二进制码变循环码R n=C nR i=C i C i+1例：9D=1001B=（）R解：∵C4=1 C3=0 C2=0 C1=1∴R4=1 R3=C3C4=1R2=C2C3=0R1=C1C2=1∴9D=1101R例：9D=1101R=（）C解：∵R4=1 R3=1 R2=0 R1=1∴C4=R4=1C3=R4R3=0C2=R4R3R2=0C1=R4R3R2R1=1∴9D=1001B五．电路原理图C9R C8六．电平转换接口电原理图12V0V图7-4-2+1.5V。
磁式编码器 与 光电编码器 的区别
磁式编码器与光电编码器的区别Avtron从事编码器研发与生产50年，是世界上最主要的型重载编码器制造商之一，产品广泛应用于冶金/风电/石油/起重/港口/造纸/矿山等重型机械行业。
Avtron的编码器采用了两种不同的传感技术来产生信号：光电式和磁阻式。
Avtron的两种传感技术的编码器在众多环境恶劣、要求苛刻的变速传动与控制应用中，经过了成千上万的安装及使用验证，您可以完全信赖我们。
并根据您对价格和使用环境的需求来选择最适合的编码器。
光电传感技术：采用光电原理产生信号。
其扫描原理为：LED灯发出光线，经过透镜聚焦成光线，光线被一个旋转的刻有光栅的码盘切割，在码盘的另一端被光敏电池接收并输出信号。
原理图如下图：光电码盘的材质通常为玻璃，高分子材料，金属，实际应用中，光电码盘与光敏电阻的距离很小，通常在10μm的数量级，因而，任何轴向窜动都会损坏编码器，另外，采用光电传感技术的编码器，不耐振动，不耐污染，对频繁变温、振动，以及长期潮湿的、污染的工作环境中适应力较差。
光电扫描技术是重载编码器发展的瓶颈。
Avtron的光电传感技术：采用抗振防碎型光码盘，并结合Avtron的专利宽距技术，使传感器与光码盘的间隙是一般编码器的8倍大，从而避免了由于振动撞击导致的码盘或传感器的损坏。
Avtron的磁式传感技术：采用磁阻检测原理，扫描系统由磁环及传感器组成，磁环有多个磁极紧密排列而成，N-S极有磁力线，磁环旁传感器可以检测到磁力线的变化，当磁环旋转时，磁力线发生变化，传感器根据磁力线变化（磁力线角度方向）输出信号。
Avtron的宽距技术科使转子与传感器间的距离是通常编码器的2-4倍大（1.2mm-2.2mm），避免了因对中不准、电机轴跳和轴承移动等原因对传感器造成的损坏。
原理图如下图：因为磁力线可以穿透污染，因而编码器内部不受灰尘、油污和水汽的影响，传感器与码盘的距离最大可达3mm，码盘及其坚固，所有电子部件灌胶密封，因而不怕振动冲击，适合于苛刻工况下的应用。
光电编码器、光学电子尺和静磁栅绝对编码器的优缺点
光电编码器、光学电子尺和静磁栅绝对编码
器的优缺点
光电编码器：
1，优点：体积小，精密，本身辨别度可以很高(目前我公司通过细分技术在直径φ66的编码器上可达到54000cpr)?，无接触无磨损；同一品种既可检测角度位移，又可在机械转换装置关心下检测直线位移；多圈光电肯定编码器可以检测相当长量程的直线位移(如25位多圈)。
寿命长，安装随便，接口形式丰富，价格合理。
成熟技术，多年前已在国内外得到广泛应用。
2，缺点：精密但对户外及恶劣环境下使用提出较高的爱护要求；量测直线位移需依靠机械装置转换，需消退机械间隙带来的误差；检测轨道运行物体难以克服滑差。
光学电子尺：
1，优点：精密，本身辨别度较高（可达到0.005mm）；体积适中，直接测量直线位移；无接触无磨损，测量间隙宽泛；价格适中，接口形式丰富，已在国内外金属切削机械行业得到较多应用（如线切割、电火花等）。
2，缺点：测量直线和角度要使用不同品种；量程受限制（量程超过4m，生产制造困难价格昂贵），不适于在大量程恶劣环境处实施位移检测。
静磁栅肯定编码器：
1，优点：体积适中，直接测量直线位移，肯定数字编码，理论量程没有限制；无接触无磨损，抗恶劣环境，可水下1000米使用；接口形式丰富，量测方式多样；价格尚能接受。
2，缺点：辨别度1mm不高；测量直线和角度要使用不同品种；不适于在精小处实施位移检测（大于260毫米）。
编码器应用总结
编码器应用总结前言：在公司码头装卸设备中应用于各个重要机构的编码器都属于光电编码器，由于与其相关的故障时有发生，造成设备故障率相应提高，其重要性日趋突出，所以咱们对此类编码器的工作原理，应用情况，相关故障和解决方式进行了技术性的整理，总结如下：光电编码器，是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。
这是目前应用最多的传感器，光电编码器是由光栅盘和光电检测装置组成。
光栅盘是在必然直径的圆板上等分地开通若干个长方形孔。
由于光电码盘与电动机同轴，电动机旋转时，光栅盘与电动机同速旋转，经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号，其原理示用意如图1所示；通过计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就可以反映当前电动机的转速。
另外，为判断旋转方向，码盘还可提供相位相差90º的两路脉冲信号。
按照检测原理，编码器可分为光学式、磁式、感应式和电容式。
按照其刻度方式及信号输出形式，可分为增量式、绝对式和混合式三种。
我公司码头起重机有岸边桥和场地桥两种，在这两种设备中主要应用的是增量式和绝对式编码器，其中绝对式编码器分为二进制和格雷码两种。
以下咱们分增量式编码器，绝对式二进制编码器，绝对式格雷制编码器三种进行说明。
1．增量式编码器：[1]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90º，从而可方便地判断出旋转方向，而Z相为每转一个脉冲，用于基准点定位。
它的长处是原理构造简单，机械平均寿命可在几万小时以上，抗干扰能力强，靠得住性高，适合于长距离传输。
其缺点是无法输出轴转动的绝对位置信息。
[2]应用范围：在码头作业的场地桥，岸边桥中应用的增量式编码器为脉冲编码器（也叫脉冲发电机，简称PG）。
[3]工作状态及作用：PG通过弹性联轴节与电机的高速轴相连接，通过导线与变频器上的PG卡相连接。
在所有带PG的电机中脉冲编码器主要应用于变频器的速度反馈和方向盘别，将电机的速度及方向通过脉冲信号反馈给变频器，以组成闭环控制回路，控制精度较高。
编码器的作用和弊端
编码器的作用和弊端1、给拖动电机套上编码器，可以准确检测电机转轴的角位移；2、给拖动电机套上编码器，可以准确检测电机转轴的角位移，但是不能准确控制电机转轴的角位移；3、由于电机转轴的角位移与工件的位置有关系，但不是准确对应关系，所以工件的位置准确检测和准确控制不能靠编码器来解决！4、企图用拖动电机套上编码器，实现工件、加工位置的准确控制是一个大误区！“1、给拖动电机套上编码器，可以准确检测电机转轴的角位移；”1、举例说，你用手转动电机转轴，这时编码器会告诉你，转轴转过多少各脉冲，或者告诉你转过了多少角度；2、这个检测是准确的，不容置疑的！3、但是，这种准确检测，必须是在编码器反应脉冲频率允许范围内，超出频率范围，脉冲数就失真！或者说就不准确了！“2、给拖动电机套上编码器，可以准确检测电机转轴的角位移，但是不能准确控制电机转轴的角位移；”1、举例说，你用手转动电机转轴，这时编码器会告诉你，转轴转过54个脉冲的角位移，你要相信这个检测结果；2、但是，你要看着编码器的反应脉冲数，用手转电机转轴，你想让电机转51个脉冲，电机就转51个脉冲，你想让电机转52个脉冲，电机就转52个脉冲，你想让电机转53个脉冲，电机就转53个脉冲……，你不可能控制到这个精度！3、不仅你做不到，任何人都做不到，中国人做不到，外国人也做不到！“3、由于电机转轴的角位移与工件的位置有关系，但不是准确对应关系，所以工件的位置准确检测和准确控制不能靠编码器来解决！”1、举例说，电机轴在“零”位置时，工件在位置A点，当电机转动侯，再回到“零”位置时，工件并没有准确回到A点；2、举例说，电机轴在“零”位置时，工件在位置A点，当电机转动侯，再回到“零”位置时，工件并没有准确回到A点；不同的过程，工件再回到“零”位置时，工件回到A 点的实际位置不同；3、电机轴安装编码器，只是检测了电机轴是否回到“零位”，不能控制或者确定工件一定回到A点！“4、企图用拖动电机套上编码器，实现工件、加工位置的准确控制是一个大误区！”1、很多人以为有了编码器，有了17位的编码器，就能实现准确控制，其实是不可能的；2、不管你用增量式，还是绝对式编码器，结果都是一样的，因为“企图用拖动电机套上编码器，实现工件、加工位置的准确控制”是一个大误区！3、“编码器”只是个“准确控制骗术”的“道具”！4、机械定位控制才是最准确的位置控制模式，用给定指令脉冲数与反应脉冲数的比较指令控制电机的启动、加速、匀速、减速、停车制动，不可能实现真正意义上准确定位控制！1、如果国人不认真思考编码器的作用和弊端，终将一事无成！2、国人一定要明白，编码器只是检测，没有控制电机的运动；3、位置控制，对工件开展机械定位、钳位，比用编码器检测电机轴位移要准确得多、实用得多、简便得多；4、绣花工艺会告诉大家，步进控制方式才是真正意义上的“伺服运动控制”；5、依靠编码器的反应脉冲与用户给定的指令脉冲数，比较产生的启动、加速、匀速、减速、停车指令，实现电机的运动控制，并非真正意义上的伺服控制！。
光电编码器与磁电编码器比较
1、磁电式编码器和传统的光电编码器有什么不一样的地方：光电编码器是由一个中心有轴的光电码盘，其上有环形通、暗的刻线，有光电发射和接收器件读取并获得信号的一类传感器，主要用来测量位移或角度。
传统的光电编码器码盘的材料有玻璃、金属、塑料，玻璃码盘是在玻璃上沉积很薄的刻线，其热稳定性及精度可以达到普通标准、一般要求，但容易碎。
金属码盘直接以通和不通刻线，不易碎，但由于金属有一定的厚度，精度就有限制，其热稳定性就要比玻璃码盘差一个数量级。
塑料码盘是经济型的，其成本低，精度和耐高温达不到高要求。
而磁电式编码器采用磁电式设计，通过磁感应器件、利用磁场的变化来产生和提供转子的绝对位置，利用磁器件代替了传统的码盘，弥补了光电编码器的这一些缺陷，更具抗震、耐腐蚀、耐污染、性能可靠高、结构更简单。
光电编码器是通过在码盘上刻线来计算精度，所以精度越高，码盘就会越大，编码器体积越大，并且精度也不是连续的。
磁电式编码器则没有这样的限制，可以做到体积很小，精度高，特别是绝对值编码器要求精度高，更适合用磁电编码器。
2、磁电式增量编码器和磁电式绝对值编码器：绝对型编码器能够记忆设备的绝对位置，角度和圈数。
即一旦位置、角度和圈数固定，什么时候编码器的示值都唯一固定，包括停电后上电。
增量型编码器做不到这一点，一般增量型编码器输出两个A、B脉冲信号，和一个Z(L)零位信号，A、B脉冲互差90度相位角，通过脉冲计数可以知道位置，角度和圈数不断增加，通过A,B脉冲信号超前或滞后可以知道正反转，停电后，必须从约定的基准重新开始计数。
增量型编码器测量位置，角度和圈数时，需要做后处理，重新投电要做“复零”操作，所以，虽然增量型编码器比绝对型编码器在价格上便宜一些，但随着我国自动化程度的提高，绝对值编码器必然会逐步取代增量编码器，还有因为磁电编码器技术特点的原因，成本以逐步接近增量编码器。
3、MODBUS、CANopen、PROFIBUS的应用领域以及他们的区别：MODBUS、CANopen、PROFIBUS都是总线型的，总线型编码器是多个编码器各以一对信号线连接在一起，通过设定地址，用通讯方式传输信号，信号的接收设备只需一个接口，就可以读多个编码器信号。
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编码器, 敏感度, 时间, 光电, 机械
编）重。显而易见，安装编码器会加重车身重量，当然会使车跑得更慢。而且会改变车身质心的位置，使车身质量分布不平衡，导致左右转弯参数不对称，不便调试。但是，这并不是最主要的问题。最主要的问题在于：车身重量的增加导致车本身的惯性加大，从控制理论的角度来讲，也就是系统中惯性环节更重，对控制信号敏感度降低，控制效率降低，也就是说，加速、减速、转弯所需的时间更长，影响比赛成绩。
当然光电码盘也有其则甚缺点，主要是对强光敏感、测速精度不高（受加工码盘线数及光电门分辨率限制）。这个缺点采取一定方法也是可以避免的。例如：前者的比面方法是利用物体（例如锡纸）对光电门槽孔进行遮蔽，避免强光进入。后者可采用M/T法 优化测速效果。
2）贵。编码器的价位一般都在150以上，而光电码盘则需要10+元。
3）机械性。因为编码器是接触性的测速装置，所以在安装时就需要传动装置（齿轮、皮带），传动装置的安装时间很头疼的事情，太紧了就会机械损耗太大增加电机负载，太松了就会在传动是存在滑动使测量不准确，但无论怎样的安装运行时机械损耗和传动性的测量误差总是存在并且不可避免的。光电码盘因为是非接触型测速元件所以传动装置就是不需要的，所以避免了上述问题。