旋转编码器概述 ppt课件
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磁性编码器 优势：结构简单、抗恶劣环境、响应频率宽、易实现绝对位置输出、较低成本。 劣势：精度要求不能过高。
二者对比，我们需要考虑一个问题：究竟是光电编码器的精度和分辨率对我们的系统更重要，还是磁性编码 器的可靠性更重要。
8
概述——常见编码器特点
增量式编码器 增量式编码器就像秒表，秒表测量开始到结束所经过的增量时间，好比增量式编码器针对移动量产生一定数量 的脉冲。如果你知道计时开始时的确切时间，就能通过与经过时间相加得到计时停止时的时间。对于位置控制， 将已知的起始位置加上增加的脉冲数即可测出当前位置。
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2500PPR增量式编码器
增量编码器轴旋转时，有相应的相位输出。其旋转方向的判别和脉冲数量的增减，需借助后部的判向电路和计 数器来实现。其计数起点可任意设定，并可实现多圈的无限累加和测量。还可以把每转发出一个脉冲的Z信号， 作为参考机械零位。旋转码盘上刻有节距相等的辐射状透光狭缝，相邻两个透光缝隙之间代表一个增量周期； 检测光栅上刻有A、B 两组与码盘相对应的透光缝隙，用以通过或阻挡光源和光电检测器件之间的光线。它们 的节距和码盘上的节距相等，并且两组透光缝隙错开1/4 节距，使得光电检测器件输出的A、B相信号在相位 上相差90°，输出波形如下图。
15
02 单圈20位通讯式编码器 （光电式）
电机型号：SMH-0005-30JAK-4LKU SMS-0005-30JAK-3LKU
16
单圈20位通讯式编码器
轴旋转时，有与位置一一对应的代码（二进制，BCD码等）输出，从代码大小的变更即可判别正反方向和位 移所处的位置，而无需判向电路。绝对值旋转编码器有一个绝对零位代码，当停电或关机后再开机重新测量 时，仍可准确地读出停电或关机位置地代码，并准确地找到零位代码。一般情况下单圈20位通讯式编码器的 测量范围为0～360度，可当做高精度“增量式”编码器使用。
10
概
述
编码器分辨率:“20位”指一圈内有220个脉冲发生，“2500PPR”指一圈内有2500个脉冲发生。单圈内脉冲 数越多，编码器分辨率越高，但不代表精度越高。
精度高
精度低
分辨率高
分辨率低
11
01 2500PPR增量式光电编码器
电机型号：SMH-0020-30AAK-3LKH SMC-0020-30EAK-3LKH
13
2500PPR增量式编码器
当需要更高的分辨率时，计数器可以对来自一个通道的脉冲序列的上升沿和下降沿都进行计数，这样就 能为每圈或每英寸的运动输出2倍 (x2) 的脉冲数。对来自两个通道的上升和下降沿都进行计数则可获得 4倍的分辨率。
一个周期只有一个脉冲
一个周期有四个脉冲
14
关于省线式编码器
省线式编码器（与2500ppr增量式编码器对比），顾名 思义，少了U、V、W、/U、/V、/W共6根线。这种编 码器在最初上电的几毫秒内会输出U、V、W信号，然 后自动切换为输出A、B、Z信号。所以我们可以根据编 码器上电的时间来确定信号是U、V、W信号还是A、B、 Z信号。不仅如此，我们还可以通过U、V、W信号来确 定电机的初始励磁角度。因此，即使在给驱动器上电的 时候电机在转动（转速可达3000rpm甚至更高），我 们也可以得到所需要的信息并正确地驱动电机运转。
编码器有很多种，根据其刻度方法及信号输出原理，可分为增量编码器、绝对值编码器以及混合式三种，对 于绝对值型编码器，还可再细分为单圈绝对值编码器和多圈绝对值编码器。
根据检测原理，编码器可分为光电编码器、磁性编码器，以及感应式和电容式。
6
概述——常见编码器分类
根据检测原理分类 磁电编码器
旋转变压器 （感应式）
旋转编码器概述
1
Байду номын сангаас
目
录
00
概述
01
增量式编码器
02 单圈20位通讯式编码器
CONTENTS
03 多圈16位通讯式编码器
04
旋转变压器
05
17位磁电编码器
06
机械式绝对值编码器
2
精品资料
• 你怎么称呼老师？ • 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你
是否会认为老师的教学方法需要改进？ • 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭 • “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我
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概述——常见编码器特点
绝对值编码器 绝对式编码器的差别就像时钟。绝对式编码器会持续不断发送当前位置信息，就像时钟会告诉你当前时间一样。 优势：无需记忆、无需找参考点、抗干扰特性、数据的可靠性、更高的分辨率、快速启动速度、多轴的精确运 动控制、多种通信协议。 劣势：安装调试难度偏高。 适用场合：绝对值编码器超高的精度有利于提升系统的整体性能，广泛应用于CNC，医疗及机器人行业。
笨，没有学问无颜见爹娘 ……” • “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
00
概述
5
概
述
编码器（encoder）在工业领域中，是指将位移转换成数字信号的传感器设备。编码器用于检测机械运动的速 度、位置、角度、距离或计数，把角位移或直线位移转换成电信号。编码器特别是旋转编码器被广泛应用于 机床、材料加工、电机反馈系统以及测量和控制设备等，如伺服电机需要配备编码器实现换相、速度及位置 检测。
优势：原理构造简单，机械平均寿命可在几万小时以上，可靠性高，适合于长距离传输。 劣势：只能输出相对位置，不能输出轴的绝对位置，断电数据丢失。 适用行业：重载行业：极端恶劣的环境下可以抵御湿气，高温，震动及冲击，例如造纸，冶金和木工机械
一般工业：一般工业环境，符合标准的IP等级 轻载/伺服：高精度的机器人控制，电子半导体行业。
光电编码器
根据单圈内脉冲个数分类（分辨率） 2500PPR编码器
20位编码器
根据位置信号的性质分类
增量式编码器
绝对值编码器
线性编码器
根据结构分类
旋转编码器
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概述——常见编码器特点
光电编码器 优势：体积小，精密，本身分辨度可以很高，无接触无磨损；寿命长，安装简便，接口形式丰富，价格合理。 同一品种既可检测角度位移，又可在机械转换装置帮助下检测直线位移；多圈光电绝对编码器可以检测相当 长量程的直线位移。 劣势：对户外及恶劣环境下使用提出较高的防护要求；测量直线位移需依赖机械装置转换，需消除机械间隙 带来的误差；检测轨道运行物体易导致滑差。
二者对比，我们需要考虑一个问题：究竟是光电编码器的精度和分辨率对我们的系统更重要，还是磁性编码 器的可靠性更重要。
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概述——常见编码器特点
增量式编码器 增量式编码器就像秒表，秒表测量开始到结束所经过的增量时间，好比增量式编码器针对移动量产生一定数量 的脉冲。如果你知道计时开始时的确切时间，就能通过与经过时间相加得到计时停止时的时间。对于位置控制， 将已知的起始位置加上增加的脉冲数即可测出当前位置。
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2500PPR增量式编码器
增量编码器轴旋转时，有相应的相位输出。其旋转方向的判别和脉冲数量的增减，需借助后部的判向电路和计 数器来实现。其计数起点可任意设定，并可实现多圈的无限累加和测量。还可以把每转发出一个脉冲的Z信号， 作为参考机械零位。旋转码盘上刻有节距相等的辐射状透光狭缝，相邻两个透光缝隙之间代表一个增量周期； 检测光栅上刻有A、B 两组与码盘相对应的透光缝隙，用以通过或阻挡光源和光电检测器件之间的光线。它们 的节距和码盘上的节距相等，并且两组透光缝隙错开1/4 节距，使得光电检测器件输出的A、B相信号在相位 上相差90°，输出波形如下图。
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02 单圈20位通讯式编码器 （光电式）
电机型号：SMH-0005-30JAK-4LKU SMS-0005-30JAK-3LKU
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单圈20位通讯式编码器
轴旋转时，有与位置一一对应的代码（二进制，BCD码等）输出，从代码大小的变更即可判别正反方向和位 移所处的位置，而无需判向电路。绝对值旋转编码器有一个绝对零位代码，当停电或关机后再开机重新测量 时，仍可准确地读出停电或关机位置地代码，并准确地找到零位代码。一般情况下单圈20位通讯式编码器的 测量范围为0～360度，可当做高精度“增量式”编码器使用。
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概
述
编码器分辨率:“20位”指一圈内有220个脉冲发生，“2500PPR”指一圈内有2500个脉冲发生。单圈内脉冲 数越多，编码器分辨率越高，但不代表精度越高。
精度高
精度低
分辨率高
分辨率低
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01 2500PPR增量式光电编码器
电机型号：SMH-0020-30AAK-3LKH SMC-0020-30EAK-3LKH
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2500PPR增量式编码器
当需要更高的分辨率时，计数器可以对来自一个通道的脉冲序列的上升沿和下降沿都进行计数，这样就 能为每圈或每英寸的运动输出2倍 (x2) 的脉冲数。对来自两个通道的上升和下降沿都进行计数则可获得 4倍的分辨率。
一个周期只有一个脉冲
一个周期有四个脉冲
14
关于省线式编码器
省线式编码器（与2500ppr增量式编码器对比），顾名 思义，少了U、V、W、/U、/V、/W共6根线。这种编 码器在最初上电的几毫秒内会输出U、V、W信号，然 后自动切换为输出A、B、Z信号。所以我们可以根据编 码器上电的时间来确定信号是U、V、W信号还是A、B、 Z信号。不仅如此，我们还可以通过U、V、W信号来确 定电机的初始励磁角度。因此，即使在给驱动器上电的 时候电机在转动（转速可达3000rpm甚至更高），我 们也可以得到所需要的信息并正确地驱动电机运转。
编码器有很多种，根据其刻度方法及信号输出原理，可分为增量编码器、绝对值编码器以及混合式三种，对 于绝对值型编码器，还可再细分为单圈绝对值编码器和多圈绝对值编码器。
根据检测原理，编码器可分为光电编码器、磁性编码器，以及感应式和电容式。
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概述——常见编码器分类
根据检测原理分类 磁电编码器
旋转变压器 （感应式）
旋转编码器概述
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Байду номын сангаас
目
录
00
概述
01
增量式编码器
02 单圈20位通讯式编码器
CONTENTS
03 多圈16位通讯式编码器
04
旋转变压器
05
17位磁电编码器
06
机械式绝对值编码器
2
精品资料
• 你怎么称呼老师？ • 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你
是否会认为老师的教学方法需要改进？ • 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭 • “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我
9
概述——常见编码器特点
绝对值编码器 绝对式编码器的差别就像时钟。绝对式编码器会持续不断发送当前位置信息，就像时钟会告诉你当前时间一样。 优势：无需记忆、无需找参考点、抗干扰特性、数据的可靠性、更高的分辨率、快速启动速度、多轴的精确运 动控制、多种通信协议。 劣势：安装调试难度偏高。 适用场合：绝对值编码器超高的精度有利于提升系统的整体性能，广泛应用于CNC，医疗及机器人行业。
笨，没有学问无颜见爹娘 ……” • “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
00
概述
5
概
述
编码器（encoder）在工业领域中，是指将位移转换成数字信号的传感器设备。编码器用于检测机械运动的速 度、位置、角度、距离或计数，把角位移或直线位移转换成电信号。编码器特别是旋转编码器被广泛应用于 机床、材料加工、电机反馈系统以及测量和控制设备等，如伺服电机需要配备编码器实现换相、速度及位置 检测。
优势：原理构造简单，机械平均寿命可在几万小时以上，可靠性高，适合于长距离传输。 劣势：只能输出相对位置，不能输出轴的绝对位置，断电数据丢失。 适用行业：重载行业：极端恶劣的环境下可以抵御湿气，高温，震动及冲击，例如造纸，冶金和木工机械
一般工业：一般工业环境，符合标准的IP等级 轻载/伺服：高精度的机器人控制，电子半导体行业。
光电编码器
根据单圈内脉冲个数分类（分辨率） 2500PPR编码器
20位编码器
根据位置信号的性质分类
增量式编码器
绝对值编码器
线性编码器
根据结构分类
旋转编码器
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概述——常见编码器特点
光电编码器 优势：体积小，精密，本身分辨度可以很高，无接触无磨损；寿命长，安装简便，接口形式丰富，价格合理。 同一品种既可检测角度位移，又可在机械转换装置帮助下检测直线位移；多圈光电绝对编码器可以检测相当 长量程的直线位移。 劣势：对户外及恶劣环境下使用提出较高的防护要求；测量直线位移需依赖机械装置转换，需消除机械间隙 带来的误差；检测轨道运行物体易导致滑差。