绝对值编码器

2021年1月25日发(作者：任球)

从增量值编码器到绝对值编码器



旋转增量值编码器 以转动时输出脉冲，
通过计数设备来计算其位置，
当编码器不动
或停电时，
依 靠计数设备的内部记忆来记住位置。
这样，
当停电后，编码器不能有任何
的移动，当来 电工作时，编码器输出脉冲过程中，也不能有干扰而丢失脉冲，不然，计
数设备计算并记忆的零点就会偏 移，
而且这种偏移的量是无从知道的，
只有错误的生产
结果出现后才能知道。



解决的方法是增加参考点，
编码器每经过参考点，
将参考位置修 正进计数设备的记
忆位置。
在参考点以前，
是不能保证位置的准确性的。
为此 ，
在工控中就有每次操作先
找参考点，开机找零等方法。


这样的方法对有些工控项目比较麻烦，
甚至不允许开机找零
（开机后就要知道准确
位置）
，于是就有了绝对编码器的出现。



绝对编码器光码盘上 有许多道光通道刻线，每道刻线依次以
2
线、
4
线、
8
线、
16
线。
。
。
。
。
。编排，这样，在编码器的每一 个位置，通过读取每道刻线的通、暗，获得一
组从
2
的零次方到
2
的
n-1
次方的唯一的
2
进制编码（格雷码）
，这就称为
n< br>位绝对编
码器。这样的编码器是由光电码盘的机械位置决定的，它不受停电、干扰的影响。



绝对编码器由机械位置决定的每个位置是唯一的，
它无需记忆，无需找参考点，
而
且不用一直计数，
什么时候需要知道位置，
什么时候就 去读取它的位置。
这样，
编码器
的抗干扰特性、数据的可靠性大大提高了。

从单圈绝对值编码器到多圈绝对值编码器



旋转单圈绝对值编码 器，
以转动中测量光电码盘各道刻线，
以获取唯一的编码，
当
转动超过
360
度时，
编码又回到原点，
这样就不符合绝对编码唯一的原则，
这样的 编码

只能用于旋转范围
360
度以内的测量，称为单圈绝对值编码器。



如果要测量旋转超过
360
度范围，就要用到多圈绝对值编码器。



编码器生产厂家运用钟表齿轮机械的原理，
当中心码盘旋转时，
通过齿轮传动另一
组码盘（或多组齿轮，多组码盘）
，在单圈编码的基础上再增加圈数的编码， 以扩大编
码器的测量范围，
这样的绝对编码器就称为多圈式绝对编码器，
它同样是由机 械位置确
定编码，每个位置编码唯一不重复，而无需记忆。



多圈编码器另一个优点是由于测量范围大，实际使用往往富裕较多，

这样在安装
时不必要费劲找零点，

将某一中间位置作为起始点就可以了，而大大简化了安装调试
难度。

绝对值编码器长度测量的应用

一．绝对值旋转编码器的机械安装：

绝对值旋转编码器的机械安装有高速端安装、
低速端安装、
辅助机械装置安装等多种形
式。


1
．

高速端安装：安装于动力马达转轴端（或 齿轮连接）
，此方法优点是分辨率高，
由于多圈编码器有
4096
圈，马达转 动圈数在此量程范围内，可充分用足量程而
提高分辨率，
缺点是运动物体通过减速齿轮后，来回程有齿轮间隙误差，
一般用
于单向控制定位。
另外编码器直接安装于高速端，
马达抖动须较小，
不然易损坏
编码器。

2
．

低速端安装：


安装于减速齿轮后，
如卷扬钢丝绳卷筒的轴端或最 后一节减速齿轮轴端，
此方法已无齿
轮来回程间隙，测量较直接，精度较高。

另外，
GPMV0814
机械转数为
90
圈，
用此方法较合理，< br>如果卷筒转数超过
90
圈，
可用
1
：
3
或< br>1
：
4
齿轮组调整至转数测量范围内。







绳：

重锤浮子水位测量示意图





1
编码器

2
联轴器

3
测量轮

4
重锤收紧轮

5
钢丝绳

6
浮子







测量轮与恒力弹簧弹簧型相似，只
是钢丝绳的回收力是依靠另一个同
轴的盘紧轮挂重锤来回收。



用收绳位移测量的优点是柔性连
接，测量直接而精度高，对运 动物
体的环境如震动、粉尘、高温水气
的场合都能适用。






机械丝杠、摩擦轮、小车轮轴中心、齿轮齿条连接





在机械丝杠转轴中心
安装编码器，丝杠前
进
1
个螺距，编码器
旋转一周。



通过带摩擦阻力的摩擦转轮，
与相对运
动物体摩擦转动，测量运动距离。


注意：摩擦轮需始终紧靠测量物，且无
跳动、打滑。
（实际使用中，某些场 合
有难度）