绝对值编码器什么时候适合您的应用？

绝对值编码器什么时候适合您的应用？

当您需要测量旋转轴的速度、运动方向或位置时，您可能需要旋转编码器。当需要选择一种时，有两种主要类型需要考虑：增量编码器和绝对值编码器。

做出正确的选择很重要，这就是为什么我们整理了这份关于绝对值编码器的简短指南，以帮助您了解它们是什么、它们与增量编码器有何不同，以及您可能需要绝对值编码器的情况。

什么是绝对值编码器？

绝对值编码器在每个旋转点提供唯一的位置值或数据字，代表编码器的“绝对”位置。从您打开它的那一刻起，绝对值编码器就可以告诉您它正在测量的旋转轴的准确位置。它通过使用光学、磁性或电容传感器从随轴旋转的盘上读取唯一代码来实现这一点。至关重要的是，绝对值编码器可以在不需要转动轴的情况下做到这一点，并且即使在暂时断电的情况下也可以跟踪该位置。编码器盘上的唯一代码越多，您的位置读数就越精确。

光学编码器盘和电容式编码器盘的比较



分辨率以位（二进制数字）表示，对应于一转中唯一数据字的数量。绝对值编码器也有单圈和多圈两种形式。单圈编码器提供一整圈 360° 的定位数据，轴的每一圈都会重复输出。多圈编码器还提供单圈定位数据，但有一个额外的“圈”计数器来测量转数。

绝对值编码器与增量编码器

相反，增量编码器的工作原理是当轴旋转时产生脉冲。典型的增量编码器生成 2 个异相 90 度的方波。这些脉冲必须由编码器外部的电子设备进行跟踪或计数。

典型的 90° 异相增量编码器波形



分辨率用每转脉冲数 PPR 表示，并表示增量编码器从其方波输出中获得的高脉冲数。有关编码器 PPR 的更多信息，查看我们关于该主题的博客文章。

由于增量编码器的输出仅处于 4 种重复状态中的一种，因此编码器必须参考已知的固定位置或“原点”以提供有意义的定位信息。从通常与编码器的索引脉冲对齐的起始位置，可以跟踪轴旋转的增量变化并获知轴的绝对位置。每次打开增量编码器或临时断电时都必须发生这种情况。因此，获得绝对位置读数需要更长的时间，并且轴需要转动才能提供它。

增量编码器比绝对值编码器复杂，因此通常更便宜（尽管价格差异正在缩小）。如果您仅监控速度、运动方向或相对位置，则增量编码器通常是最佳选择，但当绝对位置是您的主要关注点时，绝对值编码器就是最佳选择。

为什么选择绝对值编码器而不是增量编码器？

首先，由于绝对值编码器可以保持轴的位置，因此只要向其供电，就可以知道该位置。您无需等待归位或校准序列完成，并且可以在启动时或断电后更快地获取所需的位置数据，即使在编码器关闭时轴已转动。

在许多系统中，了解启动时的绝对位置至关重要，在某些系统中，继续沿一个方向旋转轴是安全的，但沿另一个方向旋转轴则不然。根据应用的不同，错误可能会导致设备损坏、人身伤害或更严重的情况。在此类情况下，在任何部件移动之前了解旋转设备的确切位置至关重要。

同样重要的是，绝对值编码器实时提供真实位置。随着越来越多的系统通过连接到中央通信总线而变得数字化，能够在需要时以最小的延迟轮询编码器的实时位置是非常有好处的。为了使用增量编码器跟踪您的位置，即使在归位序列之后，您也需要使用外部电路（通常通过正交解码）跟踪所有脉冲。除了所需的外部电路之外，这还意味着确定位置时存在一些延迟。

绝对值编码器以其规定的分辨率为每个位置生成一个唯一的数字“字”



还有其他好处。实现绝对值编码器的系统通常不太容易受到电噪声的影响，因为它们通过从二进制编码器读取经过错误检查的代码或通过串行总线以数字方式获取位置，而不是需要对脉冲进行计数的增量编码器。

与此相关的事实是，在同一系统中组合多个绝对值编码器相对简单 - 也许用于工厂自动化或具有多个关节的机械臂。如果您使用增量编码器，监控多个设备的输出可能会变得非常复杂，需要大量的处理能力。但使用绝对值编码器，特别是那些可以链接到中央通信总线的编码器，您可以单独从每个编码器获取数据，这需要更少的处理能力来解释读数。

绝对值编码器应用

阐述了绝对值编码器和增量编码器之间的主要区别后，让我们简要了解一下使用绝对值编码器的一些特定场景。

一个关键市场是机器人——一个快速扩张的领域，涵盖各个领域。在制造业中，您会发现机械臂用于组装、焊接、喷漆和其他任务。您还会在医疗保健领域找到它们。例如，远程手术需要来自机械臂的大量极其精确的位置信息。家庭辅助机器人是绝对值编码器的另一个新兴用例。

然而，这只是一个领域，随着越来越多的系统实现数字化，并且增量式编码器和绝对式编码器之间的价格差距不断缩小，绝对式编码器的应用种类几乎变得无穷无尽，无论是在工业还是消费市场。从自动门和相机万向节到工厂自动化，绝对值编码器是一种高效且日益经济实惠的位置确定方式。

什么时候适合选择绝对值编码器

为您的产品设计选择正确类型的编码器至关重要，这就是为什么了解增量编码器和绝对值编码器之间的主要区别如此重要。随着价格差距的缩小和技术的变化，绝对值编码器比增量编码器具有许多明显的优势，使其成为满足您的位置反馈要求的有趣选择。

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