编码器基础知识

各种输出形式的旋转编码器与后续设备（PLC、计数器等）接线分别怎么接？

⑴与PLC连接，以CPM1A为例

①NPN集电极开路输出

方法1：如下图所示

这种接线方式应用于当传感器的工作电压与PLC的输入电压不同时，取编码器晶体管部分，另外串入电源，以无电压形式接入PLC。但是需要注意的是，外接电源的电压必须在DC30V以下，开关容量每相35mA以下，超过这个工作电压，则编码器内部可能会发生损坏。

具体接线方式如下：编码器的褐线接编码器工作电压正极，蓝线接编码器工作电压负极，输出线依次接入PLC的输入点，蓝线接外接电源负极，外接电源正极接入PLC的输入com端。

方法2：编码器的褐线接电源正极，输出线依次接入PLC的输入点，蓝线接电源负极，再从电源正极端拉根线接入PLC输入com端。

②电压输出

接线方式如图所示：

具体接线方式如下：编码器的褐线接电源正极，输出线依次接入PLC

的输入点，蓝线接电源负极，再从电源正极端拉根线接入PLC输入com端。

不过需要注意的是，不能以下图方式接线。

③PNP集电极开路输出

接线方式如下图所示：

具体接线方式如下：编码器的褐线接工作电压正极，蓝线接工作电压负极，输出线依次接入PLC的输入com端，再从电源负极端拉根线接入PLC的输入com端。

④线性驱动输出

具体接线如下：输出线依次接入后续设备相应的输入点，褐线接工作电压的正极，蓝线接工作电压的负极。

⑵与计数器连接，以H7CX（OMRON制）为例

H7CX输入信号分为无电压输入和电压输入。

①无电压输入：

以无电压方式输入时，只接受NPN输出信号。

NPN集电极开路输出的接线方式如下：

具体接线方式如下：褐线接电源正极，蓝线接电源负极，再从电源负极端拉根线接6号端子，黑线和白线接入8和9号端子，如果需要自动复位，则橙线接入7号端子。

NPN电压输出的接线方式如下：

接线方式与NPN集电极开路输出方式一样。

②电压输入

NPN集电极开路输出的接线方式如下图所示：

具体接线方式如下：褐线接电源正极，蓝线接电源负极，再从电源负极端拉根线接6号端子，黑线和白线接入8和9号端子，如果需要自动复位，则橙线接入7号端子。

PNP集电极开路输出的接线方式如下图所示：

增量型编码器输出A相、B相、Z相分别代表什么含义？

编码器轴每旋转一圈，A相和B相都发出相同的脉冲个数，但是A相和B相之间存在一个90°（电气角的一周期为360°）的电气角相位差，可以根据这个相位差来判断编码器旋转的方向是正转还是反转，正转时，A相超前B相90°先进行相位输出，反转时，B相超前A相90°先进行相位输出（如下图所示）。编码

器每旋转一圈，Z相只在一个固定的位置发一个脉冲，所以可以作为复位相或零位相来使用。

旋转编码器的集电极开路输出、电压输出、互补输出和线性驱动输出之间的区别是什么？

集电极开路输出是以输出电路的晶体管发射极作为公共端，并且集电极悬空的输出电路。一般分为NPN集电极开路输出（见图1）和PNP集电极开路输出（见图2）。

电压输出是在集电极开路输出的电路基础上，在电源间和集电极之间接了一个上拉电阻，使得集电极和电源之间能有一个稳定的电压状态，见图3。

互补输出是输出上具备NPN和PNP两种输出晶体管的输出电路。根据输出信号的[H]、[L]，2个输出晶体管交互进行[ON]、[OFF]动作，比集电极开路输出的电

路传输距离能稍远，也可与集电极开路输入机器（NPN、PNP）连接。输出电路见图4。

线性驱动输出是采用RS-422标准，用AM26LS31芯片应用于高速、长距离数据传输的输出模式。信号以差分形式输出，因此抗干扰能力更强。输出信号需专门能接收线性驱动输出的设备才能接收。输出电路见图5。

旋转编码器是用来测量转速的装置，光电式旋转编码器通过光电转换，可将输出轴的角位移、角速度等机械量转换成相应的电脉冲以数字量输出（REP）。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A/B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。

编码器如以信号原理来分可分为

增量脉冲编码器:SPC

绝对脉冲编码器:APC

两者一般都应用于速度控制或位置控制系统的检测元件.

增量型编码器与绝对型编码器的区分

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。

如单相联接，用于单方向计数，单方向测速。

A.B两相联接，用于正反向计数、判断正反向和测速。

A、B、Z三相联接，用于带参考位修正的位置测量。

A、A-，

B、B-，Z、Z-连接，由于带有对称负信号的连接，电流对于电缆贡献的电磁场为0，衰减最小，抗干扰最佳，可传输较远的距离。

对于TTL的带有对称负信号输出的编码器，信号传输距离可达150米。

旋转编码器由精密器件构成，故当受到较大的冲击时，可能会损坏内部功能，使用上应充分注意。

注意的事项是：

（1）安装

安装时不要给轴施加直接的冲击。