编码器基础与种类

在传感器中，编码器顾名思义，其就是将特定格式的编码进行读取的设备。

编码器用来测量旋转、线性运动的精确位移，广泛应用于任何使用闭环控制的领域，可以说是有可控制运动的地方，就可能有编码器的身影。

编码器基础

而与计算机中的编码储存方式不同的是，计算机中的编码将 0、1 储存于芯片或磁盘中，位于介质中的任何物理位置，且数据可以擦写；而编码器在储存编码的同时，需编码与物理位置严格的一一对应，其介质可以是玻璃、金属、磁铁等，且生产后则不能修改。

如下图为光电编码器使用的动件编码图案：

编码器测量时主要分为两部分：动件与静件。所有的编码器均将位置信息以不同的方式储存于动件上，而不同的储存方式配合不同的读取方式，带来的是性能、成本上的差异性。

按原理分类

• 光电编码器：将编码刻线于动件上，以改变刻线的透光性，来代表 0、1 实现编码，通过识别编码来对应位置。
• 电容、电感、旋变编码器：对动、静件上的电路线圈进行设计，通过动静件的电磁转化来测量位置。
• 磁编码器：将磁铁的 NS 极以特殊图案的方式磁化于磁铁上，通过读取磁场的强度来确定位置。

上面三大种技术中，光电编码器的唯一对应性使其精度最高，而电容、电感、磁技术均是以电磁技术为主，其精度上逊于光电编码器，但是却拥有更多光电编码器不能达到的优点。

按输出分类

• 绝对值编码器：
  • 单圈绝对值编码器：可探知于 360˚ 内的绝对角度。
  • 多圈绝对值编码器：可探知 360˚ 内的绝对角度，并且可以记录当前的圈数。
• 增量编码器：
  • 方波增量编码器：输出为相位差 90˚ 的方波。
  • 弦波增量编码器：输出为相位差 90˚ 的弦波。

绝对值编码器发出的是数字信号，且拥有一定的数据格式规定，需要上位器拥有通信器件。

增量编码器输出的是模拟信号，方波增量编码器使用方波的状态变换来表示当前的位置，弦波增量编码器使用弦波模拟量来表示状态，下位机通过 ADC 模数转换后获取位置。