旋转编码器的常见问题

旋转编码器的常见问题

问题①：什么是旋编的分辨率？

分辨率又称位数、脉冲数、几线制（绝对型编码器中会有此称呼），对于增量型编码器而言就是轴旋转一圈编码器输出的脉冲个数；对于绝对型编码器来说，则相当于把一圈360°等分成多少份，例如分辨率是256P/R，则等于把一圈360°等分成了256，每旋转1.4°左右输出一个码值。分辨率的单位是P/R。

问题②：什么是输出相？

增量型指输出信号数。包括1相型（A相）、2相型（A相、B相）、3相（A相、B相、Z相）。Z 相输出1次即输出1次原点用的信号。

问题③：什么是输出相位差？

轴旋转时，将A相、B相各信号相互间上升或下降中的时间偏移量与信号1周期时间的比，或者用电气角表示信号1周期为360°。

A相、B相用电气角表示为90°的相位差。

问题④：什么是CW/CCW？

CW即顺时针旋转（Clock Wise）的方向，如下图所示。在这个旋转方向中，通常增量型为A相比B 相先进行相位输出，绝对型为代码增加方向

与CW反方向旋转时为CCW （Counter Clock Wise），如下图所示。在这个旋转方向中，通常增量型为B相比A相先进行相位输出，绝对型为代码减少方向。

问题⑤：什么是最高响应频率和允许最高转速？

最高响应频率就是编码器电气上最大能响应的频率数，如果在高于这个参数的频率下使用，则编码器内部电路会无法响应，会导致编码器漏脉冲的现象发生，最高响应频率单位为Hz。

允许最高转速就是指编码器的轴机械运动时，所能承受的最高转速，高于这个参数，则编码器的轴可能会损坏。允许最高转速单位为r/min。

注意：实际使用时，这两项参数都需考虑，必须都小于这两相参数规定的值，才能正常使用。

问题⑥：什么是上升时间、下降时间？

上升时间：输出脉冲从10%上升到90％的时间。

下降时间：输出脉冲从90%下降到10％的时间。

问题⑦：旋转编码器的输出形式集电极开路输出、电压输出、互补输出和线性驱动输出的区别是什么？

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）。

图1

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。

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。

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。

图5

问题⑧：绝对型编码器的输出代码二进制码、BCD码和格雷二进制码的区别是什么？

二进制码是以二进制形式表示数值的编码。最高位以2的n次方表示。

BCD码是以二进制形式表示的十进制编码，每个十进制数都以二进制编码来表示。

格雷二进制码属于可靠性编码，其中所有相邻整数在它们的二进制编码中只有一数位不同，也就是任意两个相邻的数之间转换时，只有一个数位发生变化，这样就大大减少了由一个状态到下一个状态时逻辑的混淆可能性。

以数值0～15为例，这三者的码值见下表。

问题⑨：增量型编码器和绝对型编码器的区别是什么？

增量型编码器输出的是脉冲信号，绝对型编码器输出的是一个绝对的码值。

编码器接入后续设备（例如PLC），在PLC的输入通道中监视数据，若是增量型的编码器，PLC断电再上电则在非断电保持的通道中所有数据是清零的；若是绝对型编码器，则通道中还是保持原来的数据（前提是断电后编码器的轴没有旋转过）。

问题⑩：如何判断旋转编码器的好坏?

（1）接PLC查看脉冲个数或码值是否正确；（2）接示波器查看波形；

（3）用万用表电压档测试输出是否正常。

编码器为NPN输出时: 测量电源正极和信号输出线晶体管置ON时输出电压接近供电电压，

晶体管置OFF时输出电压接近0V。

编码器为PNP输出时: 测量电源负极和信号输出线晶体管置ON时输出电压接近供电电压，

晶体管置OFF时输出电压接近0V。