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编码器简介

一、介绍

编码器(encoder)是将信号(如比特流)或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备。编码器把角位移或直线位移转换成电信号,前者称为码盘,后者称为码尺。按照读出方式编码器可以分为接触式和非接触式两种;按照工作原理编码器可分为增量式和绝对式两类。增量式编码器是将位移转换成周期性的电信号,再把这个电信号转变成计数脉冲,用脉冲的个数表示位移的大小。绝对式编码器的每一个位置对应一个确定的数字码,因此它的示值只与测量的起始和终止位置有关,而与测量的中间过程无关。
光编和磁编的优缺点如下表:

分类优点缺点
光编码器信号稳定,精度高,价格贵怕振动,怕灰尘,污垢
磁编码器性价比高,大部分电机选磁编噪声略大,易受高温或磁场影响

二、参数概念

2.1 概念

  • 分辨率(P/R:pulse per rotation)= 编码器线数 * 4 倍频
  • 编码器线数的概念来自于光编,见右图码盘上的刻线。
  • 4 倍频 : 码盘下有一个光源,码盘上有A、B两个光敏装置,码盘每转一格,在A、B上会各产生一个明暗的方波,每个方波 1 个上升沿 1 个下降沿,共输出 4 个脉冲。
  • 位的概念来自绝对值编码器,圆形码盘上沿径向有多个同心码盘,有几圈码盘就是几位的编码。一般位 12 位到 14 位。

2.2 用途

编码器的参数常用于里程计的计算,可得出电机旋转的实际圈数,例如行走电机经过减速机构加上轮径,即可计算出实际轮子走过的距离。

参数名称参数位置单位默认值最小值最大值支持版本
encoderLine模型文件-motor\1024110000003.3.4.20~latest
此参数为模型参数,一般为电机轴(不含减速机构)转一圈时,从驱动器中读到的脉冲数之差 / 4。

三、分类

编码器从功能上区分主要有增量式、绝对值编码器,绝对值又分单圈编码器、多圈编码器。

3.1 增量式

增量式编码器一般用于行走驱动器内置编码器。编码器输出的是脉冲,需要驱动器有处理脉冲信号的能力。优点是实时性非常高,角度非常精准,内部简单可靠。

3.2 绝对值

绝对值编码器随时可以直接读取,即使当设备重启或掉电故障再次接通时,这样设备无需回到参考原点,可节约系统恢复的大量时间。绝对值编码器实现原理有机械齿轮多圈(类似机械手表),不需要电池,还有通过电子计数器(类似电子手表),需要电池,电池 3 年左右需要更换。

3.2.1 单圈

单圈绝对值编码器,当旋转超过一圈,同一角度位置的输出码值即会对应重现,因为单圈绝对值编码器无法记录旋转的圈数信息,只能记录一圈的值,超过一圈范围后会从零或者最大值开始计数,这样的编码器适用于舵角角度获取。

3.2.2 多圈

多圈编码器相对单圈编码器而言,即量程是多圈的编码器,一般应用于像拉线盒。多圈编码器也有溢出的问题(如SickAHS36A旋转 700 多圈就会溢出)。

最近更新 2022/11/28
文章内容

一、介绍

二、参数概念

2.1 概念

2.2 用途

三、分类

3.1 增量式

3.2 绝对值

3.2.1 单圈

3.2.2 多圈