旋转编码器是用来测量角度，位移，速度的装置，光电式旋转编码器通过光电转换，可将输出轴的角位移、角速度等机械量转换成相应的电脉冲以数字量输出（REP）。它分为单路输出和双路输出两种。技术参数主要有每转脉冲数（几十个到几千个都有），和供电电压等。单路输出是指旋转编码器的输出是一组脉冲，而双路输出的输出两组A/B相位差90度的脉冲，通过这两组脉冲不仅可以测量转速，还可以判断旋转的方向。 　　编码器如以信号原理来分可分为 　　增量脉冲编码器:SPC 　　脉冲编码器:APC 　　两者一般都应用于速度控制或位置控制系统的检测元件. 　　增量型编码器与型编码器的区分

按照工作原理编码器可分为增量式和式两类。

增量式编码器是将位移转换成周期性的电信号，再把这个电信号转变成计数脉冲，用脉冲的个数表示位移的大小。式编码器的每一个位置对应一个确定的数字码，因此它的示值只与测量的起始和终止位置有关，而与测量的中间过程无关。

旋转增量式编码器以转动时输出脉冲，通过计数设备来知道其位置，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。

比如，打印机扫描仪的定位就是用的增量式编码器原理，每次开机，我们都能听到噼哩啪啦的一阵响，它在找参考零点，然后才工作。

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），于是就有了编码器的出现。

型旋转光电编码器，因其每一个位置*、抗干扰、无需掉电记忆，已经越来越广泛地应用于各种工业系统中的角度、长度测量和定位控制。

编码器光码盘上有许多道刻线，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*的2进制编码（格雷码），这就称为n位编码器。这样的编码器是由码盘的机械位置决定的，它不受停电、干扰的影响。

编码器由机械位置决定的每个位置的*性，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。

由于编码器在定位方面明显地优于增量式编码器，已经越来越多地应用于工控定位中。型编码器因其高精度，输出位数较多，如仍用并行输出，其每一位输出信号必须确保连接很好，对于较复杂工况还要隔离，连接电缆芯数多，由此带来诸多不便和降低可靠性，因此，编码器在多位数输出型，一般均选用串行输出或总线型输出，德国生产的型编码器串行输出zui常用的是SSI（同步串行输出）。

1主要分类

编码器可按以下方式来分类。

1、按码盘的刻孔方式不同分类

（1）增量型：就是每转过单位的角度就发出一个脉冲信号(也有发正余弦信号，

编码器（图1）

然后对其进行细分，斩波出频率更高的脉冲)，通常为A相、B相、Z相输出，A相、B相为相互延迟1/4周期的脉冲输出，根据延迟关系可以区别正反转，而且通过取A相、B相的上升和下降沿可以进行2或4倍频；Z相为单圈脉冲，即每圈发出一个脉冲。

（2）值型：就是对应一圈，每个基准的角度发出一个*与该角度对应二进制的数值，通过外部记圈器件可以进行多个位置的记录和测量。

2、按信号的输出类型分为：电压输出、集电极开路输出、推拉互补输出和长线驱动输出。

3、以编码器机械安装形式分类

（1）有轴型：有轴型又可分为夹紧法兰型、同步法兰型和伺服安装型等。

（2）轴套型：轴套型又可分为半空型、全空型和大口径型等。

4、以编码器工作原理可分为：光电式、磁电式和触点电刷式。^[1]

工作原理　　由一个中心有轴的光电码盘，其上有环形通、暗的刻线，有光电发射和接收器件读取,获得四组正弦波信号组合成A、B、C、D,每个正弦波相差90度相位差（相对于一个周波为360度），将C、D信号反向，叠加在A、B两相上，可增强稳定信号；另每转输出一个Z相脉冲以代表零位参考位。 　　由于A、B两相相差90度，可通过比较A相在前还是B相在前，以判别编码器的正转与反转，通过零位脉冲，可获得编码器的零位参考位。 　　编码器码盘的材料有玻璃、金属、塑料，玻璃码盘是在玻璃上沉积很薄的刻线，其热稳定性好，精度高，金属码盘直接以通和不通刻线，不易碎，但由于金属有一定的厚度，精度就有限制，其热稳定性就要比玻璃的差一个数量级，塑料码盘是经济型的，其成本低，但精度、热稳定性、寿命均要差一些。 　　分辨率—编码器以每旋转360度提供多少的通或暗刻线称为分辨率，也称解析分度、或直接称多少线，一般在每转分度5~10000线。

脉冲输出距离：

 内密控：

        2MHC 20M
        2MHT 40M
        2MD 150M

的特点

　　^[1]是集光机电技术于一体的速度位移传感器。当轴带动光栅盘旋转时，经发光元件发出的光被光栅盘狭缝切割成断续光线，并被接收元件接收产生初始信号。该信号经后继电路处理后，输出脉冲或代码信号。其特点是体积小，重量轻，品种多，功能全，频响高，分辨能力高，力矩小，耗能低，性能稳定，可靠使用寿命长等特点。

信号输出  　　信号输出有正弦波（电流或电压）,方波（TTL、HTL）,集电极开路（PNP、NPN）,推拉式多种形式，其中TTL为长线差分驱动（对称A,A-;B,B-;Z,Z-）,HTL也称推拉式、推挽式输出，编码器的信号接收设备接口应与编码器对应。 　　信号连接—编码器的脉冲信号一般连接计数器、PLC、计算机，PLC和计算机连接的模块有低速模块与高速模块之分，开关频率有低有高。 　　如单相联接，用于单方向计数，单方向测速。 　　A.B两相联接，用于正反向计数、判断正反向和测速。 　　A、B、Z三相联接，用于带参考位修正的位置测量。 　　A、A-，B、B-，Z、Z-连接，由于带有对称负信号的连接，电流对于电缆贡献的电磁场为0，衰减zui小，抗干扰*，可传输较远的距离。 　　对于TTL的带有对称负信号输出的编码器，信号传输距离可达150米。

　　由精密器件构成，故当受到较大的冲击时，可能会损坏内部功能，使用上应充分注意。

常用输出方式匹配方法：以下为连接设备和编码器连接情况

          （漏型）NPN集电极开路  可以配（源型）PNP集电极开路

        （互补，推拉，推挽输出）同时兼容NPN集电极开路,PNP集电极开路输出。但是和同样是（互补，推拉，推挽输出）不兼容

         （TTL,长线,差分输出）一般用在欧美产品上，电压为5V

西门子

s7-200PLC NPN集电极开路输出、PNP集电极开路输出的编码器都可以接。

s7-300PLC 则根据不同的PLC模板来确定连接编码器的类型。模板本身输入为源型，则接NPN集电极开路输出的编码器；若模板本身输入为漏型，则接PNP集电极开路输出的编码器；

 1、源型（source），电流是从端子流出来的，具PNP晶体管输出特性；漏型（sink），电流是从端子流进去的，具NPN晶体管输出特性。
所谓“漏型输入”，是一种由plc内部提供输入信号源，全部输入信号的一端汇总到输入的公共连接端com的输入形式。又称为“汇点输入”。输入传感器为接近开关时，只要接近开关的输出驱动力足够，漏型输入的plc输入端就可以直接与npn集电极开路型接近开关的输出进行连接
所谓“源型输入”，是一种由外部提供输入信号电源或使用plc内部提供给输入回路的电源，全部输入信号为“有源”信号，并独立输入plc的输入连接形式。输入传感器为接近开关时，只要接近开关的输出驱动力足够，源型输入的plc输入端就可以直接与pnp集电极开路型接近开关的输出进行连接。 
2、s7-200plc既可接漏型，也可接源型，而300plc一般是源型，欧美一般是源型，输入一般用pnp的开关，高电平输入。而日韩好用漏型 ，一般使用npn型的开关也就是低电平输入。
3、源型输出是指输出的是直流正极，漏型输出是指输出的是直流负极。所以西门子PLC输出，既有源型又有漏型输出，但一般是源型。
4、三菱PLC，输入既有源型又有漏型，但多为漏型。漏型输入对应接的接近开关是NPN型。

常见故障

1、编码器本身故障：是指编码器本身元器件出现故障，导致其不能产生和输出正确的波形。这种情况下需更换编码器或维修其内部器件。

2、编码器连接电缆故障：这种故障出现的几率 zui高，维修中经常遇到，应是优先考虑的因素。通常为编码器电缆断路、短路或接触不良，这时需更换电缆或接头。还应特别注意是否是由于电缆固定不紧，造成松动引起开焊或断路，这时需卡紧电缆。

3、编码器+5V电源下降：是指+5V电源过低， 通常不能低于4.75V，造成过低的原因是供电电源故障或电源传送电缆阻值偏大而引起损耗，这时需检修电源或更换电缆。

4、式编码器电池电压下降：这种故障通常有含义明确的报警，这时需更换电池，如果参考点位置记忆丢失，还须执行重回参考点操作。

5、编码器电缆屏蔽线未接或脱落：这会引入干扰信号，使波形不稳定，影响通信的准确性，必须保证屏蔽线可靠的焊接及接地。

6、编码器安装松动：这种故障会影响位置控制 精度，造成停止和移动中位置偏差量超差，甚至刚一开机即产生伺服系统过载报警，请特别注意。

7、光栅污染 这会使信号输出幅度下降，必须用脱脂棉沾*轻轻擦除油污。

注意事项

　　（1）安装 　　安装时不要给轴施加直接的冲击。 　　编码器轴与机器的连接，应使用柔性连接器。在轴上装连接器时，不要硬压入。即使使用连接器，因安装不良，也有可能给轴加上比允许负荷还大的负荷，或造成拨芯现象，因此，要特别注意。 　　轴承寿命与使用条件有关，受轴承荷重的影响特别大。如轴承负荷比规定荷重小，可大大延长轴承寿命。 　　不要将进行拆解，这样做将有损防油和防滴性能。防滴型产品不宜长期浸在水、油中，表面有水、油时应擦拭干净。 　　cnctechnet.com 　　（2）振动 　　加在上的振动，往往会成为误脉冲发生的原因。因此，应对设置场所、安装场所加以注意。每转发生的脉冲数越多，旋转槽圆盘的槽孔间隔越窄，越易受到振动的影响。在低速旋转或停止时，加在轴或本体上的振动使旋转槽圆盘抖动，可能会发生误脉冲。 　　（3）关于配线和连接 　　误配线，可能会损坏内部回路，故在配线时应充分注意： 　　① 配线应在电源OFF状态下进行，电源接通时，若输出线接触电源，则有时会损坏输出回路。 　　② 若配线错误，则有时会损坏内部回路，所以配线时应充分注意电源的极性等。 　　3 若和高压线、动力线并行配线，则有时会受到感应造成误动作成损坏，所以要分离开另行配线。 　　④ 延长电线时，应在10m以下。并且由于电线的分布容量，波形的上升、下降时间会较长，有问题时，采用施密特回路等对波形进行整形。 　　⑤ 为了避免感应噪声等，要尽量用zui短距离配线。向集成电路输入时，特别需要注意。 　　6 电线延长时，因导体电阻及线间电容的影响，波形的上升、下降时间加长，容易产生信号间的干扰（串音），因此应用电阻小、线间电容低的电线（双绞线、屏蔽线）。

　　对于HTL的带有对称负信号输出的编码器，信号传输距离可达300米

用途：

主要用来测速，测位移，测角度。

可以使用在各种测速，测位移，测角度的情况。

常用术语

■输出脉冲数/转

转一圈所输出的脉冲数发，对于光学式，通常与内部的光栅的槽数相同（也可在电路上使输出脉冲数增加到槽数的2倍4倍）。

■分辨率

分辨率表示的主轴旋转一周，读出位置数据的zui大等分数。值型不以脉冲形式输出，而以代码形式表示当前主轴位置（角度）。与增量型不同，相当于增量型的“输出脉冲/转” 。

■光栅

光学式，其光栅有金属和玻璃两种。如是金属制的，开有通光孔槽；如是玻璃制的，是在玻璃表面涂了一层遮光膜，在此上面没有透明线条（槽）。槽数少的场合，可在金属圆盘上用冲床加工或腐蚀法开槽。在耐冲击型编码器上使用了金属的光栅，它与金属制的光栅相比不耐冲击，因此在使用上请注意，不要将冲击直接施加于编码器上。

■zui大响应频率

是在1秒内能响应的zui大脉冲数

（例：zui大响应频率为2KHz，即1秒内可响应2000个脉冲）

公式如下：

zui大响应转速（rpm）/60×（脉冲数/转）=输出频率Hz

■zui大响应转速

是可响应的zui高转速，在此转速下发生的脉冲可响应公式如下：

zui大响应频率（Hz）/ （脉冲数/转）×60=轴的转速rpm

■输出波形

输出脉冲（信号）的波形。

■输出信号相位差

二相输出时，二个输出脉冲波形的相对的的时间差。

■输出电压

指输出脉冲的电压。输出电压会因输出电流的变化而有所变化。各系列的输出电压请参照输出电流特性图

■起动转矩

使处于静止状态的编码器轴旋转必要的力矩。一般情况下运转中的力矩要比起动力矩小。

■轴允许负荷

表示可加在轴上的zui大负荷，有径向和轴向负荷两种。径向负荷对于轴来说，是垂直方向的，受力与偏心偏角等有关；轴向负荷对轴来说，是水平方向的，受力与推拉轴的力有关。这两个力的大小影响轴的机械寿命

■轴惯性力矩

该值表示旋转轴的惯量和对转速变化的阻力

■转速

该速度指示编码器的机械载荷限制。如果超出该限制，将对轴承使用寿命产生负面影响，另外信号也可能中断。

■格雷码

格雷码是数据，因为是单元距离和循环码，所以很安全。每步只有一位变化。数据处理时，格雷码须转化成二进制码。

■工作电流

指通道允许的负载电流。

■工作温度

参数表中提到的数据和公差，在此温度范围内是保证的。如果稍高或稍低，编码器不会损坏。当恢复工作温度又能达到技术规范

■工作电压

编码器的供电电压

市场上常用的品牌，产品系列，和型号:

日系产品：

日本内密控（nemicon）：

日本光洋编码器（KOYO）:

日本欧姆龙编码器（OMRON）：

韩国品牌：

奥托尼克斯（AUTONICS）：

国产品牌：

无锡瑞普

长春禹恒