旋轉(zhuǎn)編碼器對(duì)電機(jī)有什么作用,？旋轉(zhuǎn)編碼器信號(hào)類型及應(yīng)用介紹,！

什么是旋轉(zhuǎn)編碼器,？旋轉(zhuǎn)編碼器是一種用于通過(guò)感測(cè)位置變化向控制系統(tǒng)提供反饋的設(shè)備,。旋轉(zhuǎn)編碼器與電動(dòng)機(jī)一起工作,，以感測(cè)與電動(dòng)機(jī)軸相關(guān)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),。根據(jù)使用的旋轉(zhuǎn)編碼器類型，它們可以提供有關(guān)位置變化,、絕對(duì)位置甚至軸速度的信息,。

旋轉(zhuǎn)編碼器對(duì)于在 3D 打印機(jī)中以極高的精度和準(zhǔn)確度運(yùn)行的小型伺服電機(jī)來(lái)說(shuō)是必不可少的,。它們對(duì)于與起重機(jī)一起使用的大型電機(jī)來(lái)提升沉重、笨重的物體同樣重要,。事實(shí)上,，幾乎每個(gè)行業(yè)都可以找到編碼器的身影，從石化到造紙和紙漿制造,。

旋轉(zhuǎn)編碼器是如何工作的,？

我們已經(jīng)討論過(guò)旋轉(zhuǎn)編碼器跟蹤電機(jī)軸的位置和速度這一事實(shí)。根據(jù)該數(shù)據(jù),，它會(huì)生成一個(gè)閉環(huán)反饋信號(hào),。然后控制系統(tǒng)使用該信號(hào)來(lái)決定電機(jī)運(yùn)行參數(shù),。

旋轉(zhuǎn)編碼器可以使用幾種不同的技術(shù)來(lái)生成反饋信號(hào)。這些包括電阻,、磁性,、機(jī)械和光學(xué)。其中,，光學(xué)是最容易理解的：編碼器根據(jù)光的中斷提供速度和位置反饋,。

要了解編碼器的工作原理，我們用光學(xué)編碼器來(lái)舉例,。光學(xué)編碼器系統(tǒng)由以下組件組成：

·碼盤,，有代表軸不同位置的圖案

·光源，照亮碼盤

·光電探測(cè)器組件,，它根據(jù)從代碼盤中檢測(cè)到的模式生成信號(hào)

·電子板,，用于解釋光電探測(cè)器組件產(chǎn)生的信號(hào)并將其轉(zhuǎn)發(fā)到運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。

·運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng),，根據(jù)從旋轉(zhuǎn)編碼器接收到的反饋調(diào)整電機(jī)參數(shù)

其他更高級(jí)的例子,，比如磁性編碼器。在永磁電機(jī)編碼器中,，此反饋信號(hào)可確保電機(jī)定子和轉(zhuǎn)子位置與驅(qū)動(dòng)器提供的電流同步,。電流施加到繞組上，轉(zhuǎn)子磁鐵落在適當(dāng)?shù)奈恢梅秶鷥?nèi),，從而使電機(jī)扭矩最大化,。

旋轉(zhuǎn)編碼器安裝選項(xiàng)

旋轉(zhuǎn)編碼器有三種基本安裝選項(xiàng)：輪轂/空心軸、有軸和無(wú)軸承,?？招妮S編碼器使用簡(jiǎn)單的彈簧系繩直接安裝到軸上。安裝比較方便,，這其中的關(guān)鍵點(diǎn)是要確保編碼器與電機(jī)本身保持電氣隔離,。

在帶軸編碼器安裝座中，聯(lián)軸器連接電機(jī)軸和編碼器軸,。這種方法的好處之一是它允許旋轉(zhuǎn)編碼器與電機(jī)進(jìn)行電氣和機(jī)械隔離,。另一方面，聯(lián)軸器和較長(zhǎng)的軸會(huì)增加成本,。

旋轉(zhuǎn)編碼器信號(hào)類型及其應(yīng)用

電機(jī)旋轉(zhuǎn)編碼器可以產(chǎn)生兩種類型的信號(hào)：增量信號(hào)和絕對(duì)信號(hào),。增量信號(hào)指示位置已更改，但不提供有關(guān)特定位置的任何信息,。增量編碼器通常用于帶有交流感應(yīng)電機(jī)的工業(yè)應(yīng)用中,。當(dāng)預(yù)算限制使成本成為問(wèn)題或僅需要相對(duì)位置信息時(shí)選擇它們。

然而,，絕對(duì)信號(hào)表明位置已經(jīng)改變以及當(dāng)前的絕對(duì)位置是什么,。這是通過(guò)為每個(gè)位置生成不同的二進(jìn)制輸出來(lái)實(shí)現(xiàn)的,。當(dāng)需要高精度和精確度時(shí)使用絕對(duì)編碼器，但它們不會(huì)像增量編碼器那樣堅(jiān)固,。此外，絕對(duì)值編碼器經(jīng)常出現(xiàn)在帶有永磁無(wú)刷電機(jī)的伺服應(yīng)用中,，并且在保證精度和準(zhǔn)確性至關(guān)重要的情況下使用,。

旋轉(zhuǎn)編碼器使用結(jié)論

旋轉(zhuǎn)編碼器是電機(jī)的必備組件之一，它傳感技術(shù),、絕對(duì)或相對(duì)位置以及安裝選項(xiàng)方面有很多的選項(xiàng),，只有掌握了其中的知識(shí)原理，才能找到合適的旋轉(zhuǎn)編碼器,。

延伸閱讀：

編碼器技術(shù)：三種類型及其優(yōu)缺點(diǎn)

最著名的三種編碼器方法分別采用光學(xué),、磁性和電容式技術(shù)。

光學(xué)設(shè)置采用帶槽圓盤,，一側(cè)是 LED,，另一側(cè)是光電晶體管。圓盤會(huì)旋轉(zhuǎn)并中斷光路,，因此產(chǎn)生的脈沖會(huì)指示軸的方向和旋轉(zhuǎn),。盡管成本低廉，但光學(xué)編碼器的可靠性會(huì)因污垢,、灰塵和油污等污染物而降低,，并且 LED 的使用壽命有限。

磁性編碼器與光學(xué)編碼器的結(jié)構(gòu)非常相似,，但前者使用的是磁場(chǎng)而不是光束,。它使用磁性圓盤替代帶槽光輪，磁性圓盤在磁阻傳感器陣列上轉(zhuǎn)動(dòng),。磁輪轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)在這些傳感器中產(chǎn)生響應(yīng),，這些響應(yīng)信號(hào)傳遞給信號(hào)調(diào)節(jié)前端電路，以確定軸的位置,。雖然具有高耐用性,，但磁性編碼器的精度卻不高，并且容易受到來(lái)自電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器的電磁干擾,。

電容式編碼器兼具光學(xué)和磁性編碼器設(shè)計(jì)的所有優(yōu)點(diǎn),，而且擯棄了它們的弱點(diǎn)。這種編碼器更加穩(wěn)健,，并且對(duì)環(huán)境微粒和電磁干擾很不敏感,。電容式編碼器具有兩種線狀形式，一個(gè)設(shè)在固定元件上,，另一個(gè)設(shè)在移動(dòng)元件上,。這些共同構(gòu)成一個(gè)配置為收發(fā)器對(duì)的可變電容器,。編碼器旋轉(zhuǎn)會(huì)觸發(fā)集成的 ASIC，以對(duì)線路變化進(jìn)行計(jì)數(shù),，并利用插值法跟蹤軸的方向同時(shí)提供標(biāo)準(zhǔn)正交輸出,，連同其他編碼器提供的換向輸出來(lái)控制 BLDC 電機(jī)。