魏德米勒连接器专营    

编码器是一种将旋转或直线位移转换为电信号的传感器，广泛应用于自动化设备中，用于检测位置、速度、角度等参数。以下从核心分类、工作原理、选型要点和常见问题展开说明：

一、编码器的核心分类（按输出信号类型）

1. 增量式编码器

• 工作原理：通过旋转时输出 A、B 两相正交脉冲（相位差 90°），根据脉冲数计算位移，通过脉冲频率计算速度；Z 相（零位信号）每转输出 1 个脉冲，用于原点定位。

• 特点：

• 结构简单、成本低、响应快；

• 无绝对位置记忆，断电后需重新回原点；

• 需通过计数器累计脉冲，可能存在累积误差。

• 典型应用：电机转速检测、传送带速度监控、普通机床进给轴。

2. 绝对式编码器

• 工作原理：每个位置对应唯一的二进制 / 格雷码信号，无需累计脉冲，直接输出绝对位置值（如 13 位编码器可表示 0~8191 的位置）。

• 分类：

• 单圈绝对式：可检测 0~360° 内的绝对角度，超过 360° 需配合机械齿轮组扩展量程；

• 多圈绝对式：通过内部齿轮组 + 计数机构，可检测数千圈的绝对位置（如 16 圈 + 17 位单圈，总分辨率达 33 位）。

• 特点：

• 断电后保持位置信息，无需重新回原点；

• 精度高、无累积误差，但成本较高；

• 直接输出数字信号，抗干扰能力强。

• 典型应用：机器人关节、精密机床主轴、电梯位置控制。

二、关键参数与选型要点

1. 分辨率

• 增量式：以 “脉冲数 / 转（PPR）” 表示（如 1024PPR，每转输出 1024 个脉冲）；

• 绝对式：以 “位数” 表示（如 12 位，对应 4096 个位置 / 转）。

• 选型：根据控制精度要求计算，如伺服电机需 10000PPR 以上，普通传送机可选 500~1000PPR。

2. 信号输出形式

• 并行输出：信号直接并行传输（如 16 位需 16 根线），适用于短距离、高速度；

• 串行输出：通过总线传输（如 SSI、Profibus、EtherCAT），布线简单，适用于长距离。

• 集电极开路（NPN/PNP）：适用于短距离（<10 米）、低速度场景；

• 差分信号（线驱动，如 RS422）：抗干扰强，适用于长距离（>10 米）、高速场景。

• 增量式：

• 绝对式：

3. 安装方式

• 轴装式：通过联轴器与电机轴直接连接（需保证同心度，避免径向 / 轴向负载）；

• 中空轴式：电机轴穿过编码器中空部分，节省空间（如伺服电机常用）；

• 非接触式：通过磁耦合或光学感应，无机械磨损（适用于恶劣环境）。

4. 环境适应性

• 防护等级：IP65（防喷水）、IP67（防浸水）适用于潮湿 / 粉尘环境；

• 工作温度：-40~85℃适用于高低温场景（如户外设备）；

• 抗振动 / 冲击：工业级编码器需满足 20g 振动、100g 冲击要求。

三、接线与信号处理（以增量式为例）

1. 典型接线（差分信号输出）

2. 方向判断

• A 相超前 B 相 90°：正转；

• B 相超前 A 相 90°：反转（通过控制器计数方向设置匹配）。

四、常见问题与排查

1. 信号干扰（脉冲丢失 / 乱码）

• 原因：线缆未屏蔽、接地不良、与动力线并行敷设；

• 解决：使用双绞屏蔽线，屏蔽层单端接地；远离强电电缆；增加信号隔离器。

2. 零位信号异常（找不到原点）

• 原因：Z 相接线错误、零位脉冲宽度设置不当；

• 解决：检查 Z 相接线；在控制器中调整零位信号滤波时间（如设置为 1ms）。

3. 绝对式编码器通讯失败

• 原因：总线参数不匹配（波特率、地址错误）、线缆过长；

• 解决：核对编码器与控制器的总线参数；使用专用总线电缆，长度不超过 50 米（如需更长，增加中继器）。

4. 机械故障（异响 / 卡顿）

• 原因：安装不同心、轴向 / 径向负载过大；

• 解决：调整联轴器同心度（偏差 < 0.1mm）；确保负载不超过编码器额定值（通常轴向≤5N，径向≤10N）。

五、主流品牌与选型参考

• 增量式：欧姆龙（E6B2 系列）、倍加福（RVI 系列）、台达（ES 系列）；

• 绝对式：海德汉（ERN 系列）、西克（ATM 系列）、基恩士（EV 系列）。

编码器选型需结合具体场景：高精度、需断电记忆选绝对式；低成本、短距离选增量式；恶劣环境优先选磁电式（抗粉尘 / 油污）而非光电式。实际应用中，需配合控制器的计数模块或伺服驱动器的编码器接口，确保信号类型匹配。