編碼器有哪些種類？都有哪些用途？

編碼器(encoder)是將信號(如比特流)或數(shù)據(jù)進(jìn)行編制、轉(zhuǎn)換為可用以通訊、傳輸和存儲的信號形式的設(shè)備。編碼器把角位移或直線位移轉(zhuǎn)換成電信號，前者稱為碼盤，后者稱為碼尺。按照讀出方式編碼器可以分為接觸式和非接觸式兩種;按照工作原理編碼器可分為增量式和絕對式兩類。

旋轉(zhuǎn)增量式編碼器以轉(zhuǎn)動時(shí)輸出脈沖，通過計(jì)數(shù)設(shè)備來知道其位置，當(dāng)編碼器不動或停電時(shí)，依靠計(jì)數(shù)設(shè)備的內(nèi)部記憶來記住位置。這樣，當(dāng)停電后，編碼器不能有任何的移動，當(dāng)來電工作時(shí)，編碼器輸出脈沖過程中，也不能有干擾而丟失脈沖，不然，計(jì)數(shù)設(shè)備記憶的零點(diǎn)就會偏移，而且這種偏移的量是無從知道的，只有錯(cuò)誤的生產(chǎn)結(jié)果出現(xiàn)后才能知道。解決的方法是增加參考點(diǎn)，編碼器每經(jīng)過參考點(diǎn)，將參考位置修正進(jìn)計(jì)數(shù)設(shè)備的記憶位置。在參考點(diǎn)以前，是不能保證位置的準(zhǔn)確性的。為此，在工控中就有每次操作先找參考點(diǎn)，開機(jī)找零等方法。這樣的編碼器是由碼盤的機(jī)械位置決定的，它不受停電、干擾的影響。

絕對編碼器由機(jī)械位置決定的每個(gè)位置的唯一性，它無需記憶，無需找參考點(diǎn)，而且不用一直計(jì)數(shù)，什么時(shí)候需要知道位置，什么時(shí)候就去讀取它的位置。這樣，編碼器的抗干擾特性、數(shù)據(jù)的可靠性大大提高了。

編碼器可按以下方式來分類。

1、按碼盤的刻孔方式不同分類

(1)增量型：就是每轉(zhuǎn)過單位的角度就發(fā)出一個(gè)脈沖信號(也有發(fā)正余弦信號，然后對其進(jìn)行細(xì)分，斬波出頻率更高的脈沖)，通常為A相、B相、Z相輸出，A相、B相為相互延遲1/4周期的脈沖輸出，根據(jù)延遲關(guān)系可以區(qū)別正反轉(zhuǎn)，而且通過取A相、B相的上升和下降沿可以進(jìn)行2或4倍頻;Z相為單圈脈沖，即每圈發(fā)出一個(gè)脈沖。一般意義上的增量編碼器內(nèi)部無存儲器件，故不具有斷電數(shù)據(jù)保持功能，數(shù)控機(jī)床必須通過“回參考點(diǎn)”操作來確定計(jì)數(shù)基準(zhǔn)與進(jìn)行實(shí)際位置“清零”。

(2)絕對值型：就是對應(yīng)一圈，每個(gè)基準(zhǔn)的角度發(fā)出一個(gè)唯一與該角度對應(yīng)二進(jìn)制的數(shù)值，通過外部記圈器件可以進(jìn)行多個(gè)位置的記錄和測量。絕對值編碼器的輸出可直接反映360°范圍內(nèi)的絕對角度，絕對位置可通過輸出信號的幅值或光柵的物理編碼刻度鑒別,前者稱旋轉(zhuǎn)變壓器(Rotating Transformer);后者稱絕對值編碼器(Absolute-value Encoder)。 [4]

2、按信號的輸出類型分為：電壓輸出、集電極開路輸出、推拉互補(bǔ)輸出和長線驅(qū)動輸出。

3、以編碼器機(jī)械安裝形式分類

(1)有軸型：有軸型又可分為夾緊法蘭型、同步法蘭型和伺服安裝型等。 [2]

(2)軸套型：軸套型又可分為半空型、全空型和大口徑型等。

4、以編碼器工作原理可分為：光電式、磁電式和觸點(diǎn)電刷式。

編碼器應(yīng)用：

1、角度測量

汽車駕駛模擬器，對方向盤旋轉(zhuǎn)角度的測量選用光電編碼器作為傳感器。重力測量儀，采用光電編碼器，把它的轉(zhuǎn)軸與重力測量儀中補(bǔ)償旋鈕軸相連，扭轉(zhuǎn)角度儀，利用編碼器測量扭轉(zhuǎn)角度變化，如扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)機(jī)、漁竿扭轉(zhuǎn)釣性測試等。擺錘沖擊實(shí)驗(yàn)機(jī)，利用編碼器計(jì)算沖擊是擺角變化。

2、長度測量

計(jì)米器，利用滾輪周長來測量物體的長度和距離。

拉線位移傳感器，利用收卷輪周長計(jì)量物體長度距離。

聯(lián)軸直測，與驅(qū)動直線位移的動力裝置的主軸聯(lián)軸，通過輸出脈沖數(shù)計(jì)量。

介質(zhì)檢測，在直齒條、轉(zhuǎn)動鏈條的鏈輪、同步帶輪等來傳遞直線位移信息。

3、速度測量

線速度，通過跟儀表連接，測量生產(chǎn)線的線速度

角速度，通過編碼器測量電機(jī)、轉(zhuǎn)軸等的速度測量

4、位置測量

機(jī)床方面，記憶機(jī)床各個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo)位置，如鉆床等

自動化控制方面，控制在兩個(gè)位置進(jìn)行指定動作。如電梯、提升機(jī)等

5、同步控制

通過角速度或線速度，對傳動環(huán)節(jié)進(jìn)行同步控制，以達(dá)到張力控制