编码器类型全解析：精准电机控制的综合指南

关于编码器类型，精准控制在电机应用中至关重要。电路出现精度控制问题时，首先想到的是步进电机。但并非所有情况都需极端措施。若您需要旋转电机轴等小型项目的精准控制，本文正是您所需。编码器电机是解决此类问题的廉价简易方案。但理解其工作原理可能较难。幸好我们撰写本文展示编码器工作原理、类型及应用。准备好了吗？让我们深入了解！

什么是编码器电机？

当步进电机效率低且成本高时，编码器电机是您的选择。与步进电机不同，编码器电机背部装有旋转编码器，向系统发送反馈信号。如何做到？利用旋转编码器跟踪电机轴位置和速度。市场上编码器电机种类繁多：有绝对值/增量式、磁性/光学等。编码器类型主要取决于尺寸、形状和应用类型。

编码器图解

编码器如何工作？

旋转编码器有两个输出，标记为A和B。有时两输出执行相似功能：产生信号。信号可以是磁性、光学、电阻式。最常见是光学编码器，基于光中断给出信号。举例说明：视制造商而定，可将旋转编码器想象为内部用GND或Vcc(电压公共集电极)制成的“针脚”。编码器旋转时，公共端子接触A端子或B端子。若顺时针旋转，A触点先变高，随后B触点变高。即无论顺/逆时针，始终存在90度相位差。用单片机易检测相位差以确定旋转方向。随后可增减计数器显示RPM或齿轮编码器电机旋转角度。

双二进制编码器

电机编码器类型

如前所述，编码器类型繁多，特性、形状、尺寸各异。以下是市场上主要电机编码器类型：

交流电机编码器

不仅直流电机有编码器，市场上也有带编码器的交流电机。交流感应电机是控制系统和通用应用常见选择，因寿命长、成本低。车床等需速度控制的机器常用此类电机。另一应用是机器人：编码器全程提供机器人运动位置和路径信息。

步进电机编码器

您可能疑惑：步进电机本身擅长精准控制，为何还需编码器？事实并非如此。步进电机虽擅长精准控制，但编码器仍大幅影响其性能。步进电机编码器即集成编码器的步进电机。我们称带编码器集成的步进电机系统为闭环步进电机。此类电机比开环对应物提供更高稳定性、平滑度和扭矩。步进电机编码器提供闭环反馈控制，避免步进电机丢步。可细分为光学编码器和旋转编码器。

直流电机编码器

这是市场上最常见的编码器电机类型。通常为通用直流电机背部绑磁性编码器。前端可能有齿轮组降低RPM增加扭矩。编码器向系统提供闭环反馈，允许调整RPM和驱动实现精准速度控制。即可控制直流电机反馈速度，因编码器提供测量转子速度的机制。

伺服电机编码器

伺服电机应用已成为液压、气动及其他机电运动形式的流行替代方案。可用于工厂自动化、机器人等精准控制操作。伺服电机编码器提供大扭矩技术、小尺寸、高效率且价格合理，是全球生产设施首选。

编码器技术类型

根据应用可选择以下旋转编码器：

线性编码器

线性编码器常用于工业自动化和控制应用。利用线性标尺确定位置。标尺上有传感器读取刻度确定位置。数字游标卡尺是线性编码器完美例子。高精密仪器如工业自动化工具中常见。也可视为绝对值或增量式。

线性编码器

光学编码器

光学编码器是列表中应用最广的编码器。组件包括光源、光检测电路、编码盘。是利用码盘光线监测轴运动的运动传感设备。即基于光中断给出反馈。工作原理：上电开启光源，发光束穿过带图案和不透明线的透明编码盘。光电探测器拾取光束并响应，产生正弦波形并转换为脉冲序列或方波。光电探测器即光检测电路。脉冲信号：有光=开，无光=关。信号经电子板传给计数器，最终计数器发送信号产生相应功能(旋转、停止等)。

光学编码器

增量式编码器

此类编码器将轴位置或角运动转换为数字或模拟代码，用于识别运动或位置。也是最常用旋转编码器之一。可用于电机速度和定位反馈应用：重载、伺服/轻载、工业应用。增量式编码器提供优秀速度和距离反馈，无需多传感器，系统简单低成本。局限仅提供变化信息，需参考装置计算运动。

增量式编码器

绝对值编码器

绝对值编码器是本列表最有趣编码器。它测量真实或绝对角度位置，与仅计算角度位置变化的增量式编码器相反。上电方式决定编码器是绝对值还是增量式：若需“唤醒抖动”过程获取位置则为增量式；若无需运动即可输出位置则为绝对值。绝对值编码器输出可为数字或模拟信号，包括同步串行接口(SSI)和0-10V或4-20mA。