旋轉(zhuǎn)編碼器是一種光電式旋轉(zhuǎn)測量裝置，它將被測的角位移直接轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號（高速脈沖信號），主要應用于機床、電梯、伺服電機配套、紡織機械、包裝機械、印刷機械、起重機械等行業(yè)。

旋轉(zhuǎn)編碼器按照工作原理編碼器可分為增量式和絕對式兩類。

A增量式編碼器是將位移轉(zhuǎn)換成周期性的電信號，再把這個電信號轉(zhuǎn)變成計數(shù)脈沖，用脈沖的個數(shù)表示位移的大?。?/p>

B絕對式編碼器的每一個位置對應一個確定的數(shù)字碼，因此它的示值只與測量的起始和終止位置有關(guān)，而與測量的中間過程無關(guān)。

二者區(qū)別：

增量型的位置從零位標記開始計算的脈沖數(shù)量確定的；

而絕對型的位置是由輸出代碼的讀數(shù)確定的。在一圈里，每個位置的輸出代碼的讀數(shù)是唯一的；因此，當電源斷開時，絕對型編碼器并不與實際的位置分離。如果電源再次接通，那么位置讀數(shù)仍是當前的，有效的；不像增量編碼器那樣，必須去尋找零位標記。

A圖（結(jié)構(gòu)原理）

（1）注：光敏元件一般由極管組成。

（2）

B圖（與變頻器接線）

我們通常用的是增量型編碼器，可將旋轉(zhuǎn)編碼器的輸出脈沖信號直接輸入給plc，利用PLC的高速計數(shù)器對其脈沖信號進行計數(shù)，以獲得測量結(jié)果。

這里所講的確定零位指的是增量型。

1、編碼器軸轉(zhuǎn)動找零，編碼器在安裝時，旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)軸對應零位，一般增量值與單圈絕對值會用這種方法，而軸套型的編碼器也用這種方法。缺點，零點不太好找，精度較低。

2、與上面方法相當，只是編碼器外殼旋轉(zhuǎn)找零，這主要是對于一些緊湊型安裝的同步法蘭（也有叫伺服法蘭）外殼所用。

3、通電移動安裝機械對零，通電將安裝的機械移動到對應的編碼器零位對應位置安裝。

4、偏置計算，機械和編碼器都不需要找零，根據(jù)編碼器讀數(shù)與實際位置的偏差計算，獲得偏置量，以后編碼器讀數(shù)后減去這個偏置量。例如編碼器的讀數(shù)為100，而實際位置是90，計算下在實際位置0位時，編碼器的讀數(shù)應該是10，而這個“10”就是偏置量，以后編碼器讀到的數(shù)，減去這個偏置量就是位置值?？芍貜投啻危拚昧?。對于增量值編碼器，是讀取原始機械零位到第一個Z點的讀數(shù)，作為偏置量。精度較高的編碼器，或者量程較大的絕對值多圈編碼器，多用這種方法。

5、智能化外部置零，有些帶智能化功能的編碼器，可提供外部置位功能，例如通過編碼器附帶的按鍵，或外帶的軟件設(shè)置功能置零。

6、需要說明的是，絕對值編碼器的零位再往下就是編碼的循環(huán)最大值，無論是單圈絕對值，還是多圈絕對值，如果置零位，那么再往下（下滑、移動，慣性過沖等），就可能數(shù)據(jù)一下子跳到最大了，對于高位數(shù)的絕對值多圈，可能數(shù)據(jù)會溢出原來的設(shè)定范圍。另外，絕對值編碼器還有一個旋轉(zhuǎn)方向的問題，置零后，如果方向不對，是從0跳到最大，然后由大變小的。一些進口的編碼器盡管帶有外部置零功能，但建議還是不要用此功能。（我們碰到很多用進口絕對值編碼器會碰到這樣的困惑，不要就迷信進口的）。

7、最好的置位方法，預置一個非零位（留下下滑、過沖的余量）并預置旋轉(zhuǎn)方向+偏置計算的方法。另外一種方法是置“中”，偏置量就是中點值，置位線與電源正相觸后，編碼器輸出的就是中點位置，這樣的行程是+/-半全程，在這樣的行程范圍內(nèi)，無論旋轉(zhuǎn)方向，確保不會經(jīng)過零點跳變。

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)出一個脈沖信號（也有發(fā)正余弦信號，然后對其進行細分，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行2或4倍頻；Z相為單圈脈沖，即每圈發(fā)出一個脈沖。

（2）絕對值型：就是對應一圈，每個基準的角度發(fā)出一個唯一與該角度對應二進制的數(shù)值，通過外部記圈器件可以進行多個位置的記錄和測量。

編碼器-----------PLC

A-----------------X0

B-----------------X1

Z------------------X2

+24V------------+24V

COM------------ -24V-----------COM［1］

注：可以是DC-5V或DC-24V。

常見故障：

1、編碼器本身故障：是指編碼器本身元器件出現(xiàn)故障，導致其不能產(chǎn)生和輸出正確的波形。這種情況下需更換編碼器或維修其內(nèi)部器件。

2、編碼器連接電纜故障：這種故障出現(xiàn)的幾率 最高，維修中經(jīng)常遇到，應是優(yōu)先考慮的因素。通常為編碼器電纜斷路、短路或接觸不良，這時需更換電纜或接頭。還應特別注意是否是由于電纜固定不緊，造成松動引起開焊或斷路，這時需卡緊電纜。

3、編碼器+5V電源下降：是指+5V電源過低， 通常不能低于4.75V，造成過低的原因是供電電源故障或電源傳送電纜阻值偏大而引起損耗，這時需檢修電源或更換電纜。

4、編碼器安裝松動：這種故障會影響位置控制 精度，造成停止和移動中位置偏差量超差，甚至剛一開機即產(chǎn)生伺服系統(tǒng)過載報警，請?zhí)貏e注意。

一般地，旋轉(zhuǎn)編碼器也能得到一個速度信號，這個信號要反饋給變頻器，從而調(diào)節(jié)變頻器的輸出數(shù)據(jù)。

故障現(xiàn)象：1、旋轉(zhuǎn)編碼器壞（無輸出）時，變頻器不能正常工作，變得運行速度很慢，而且一會兒變頻器保護，顯示“PG斷開”（PG可以理解為變頻器檢測電路模塊）聯(lián)合動作才能起作用。要使電信號上升到較高電平，并產(chǎn)生沒有任何干擾的方波脈沖，這就必須用電子電路來處理。編碼器pg接線與參數(shù)矢量變頻器與編碼器pg之間的連接方式，必須與編碼器pg的型號相對應。一般而言，編碼器pg型號分差動輸出、集電極開路輸出和推挽輸出三種，其信號的傳遞方式必須考慮到變頻器pg卡的接口，因此選擇合適的pg卡型號或者設(shè)置合理。

總結(jié)：

1它主要是以高精度計量光柵為檢測元件，通過光電轉(zhuǎn)換；

2將軸的機械角位移信息以LED光源為介質(zhì)通過光柵碼盤轉(zhuǎn)換成相應的數(shù)字代碼，用它可以實現(xiàn)角位移、角速度、和角加速度及其他物理量的精確測量；

3.工作原理（如下圖）

1：光源（LED） 2：透鏡（Lens） 3：指示光柵 4：碼盤（Disk） 5：接受器（ASIC）

點光源（LED）發(fā)出的光經(jīng)過透鏡（Lens）的折射變成準直的平行光，通過光柵和碼盤，照射到光電接受器上，如果碼盤發(fā)生轉(zhuǎn)動，光線就會把碼盤轉(zhuǎn)動的情況反應到接受器上。接受器會把這些光信號轉(zhuǎn)換成電信號輸出，從而以電脈沖的形式反應出物理的運動量（位移、角速度、加速度）。

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