編碼器簡介

速度、角度等物理量轉化為數字信號的裝置。廣泛應用于機床、自動化生產線、步進電機、伺服電機等領域。在工業生產中，編碼器作為傳感器用于實時采集旋轉運動或線性運動的速度和位置信息，并通過數字信號輸出給控制系統，實現精準控制。編碼器的種類和規格非常多，其中最常見的類型為光電編碼器和磁編碼器。

編碼器工作原理

編碼器主要由信號發生器、信號處理器和脈沖計數器三部分組成。

信號發生器根據機械運動的轉速和轉向，產生不同的信號。其中，光電編碼器通過光電傳感器檢測碼盤上的透明和不透明條紋來生成脈沖信號，磁編碼器則通過磁場感應原理檢測磁柵上的磁極來生成脈沖信號。

信號處理器將由信號發生器產生的脈沖信號進行濾波和擴頻處理，然后將其輸出給脈沖計數器。

脈沖計數器將接收到的脈沖信號解碼計數，計算出機械運動的長度、角度和速度等信息，并將其轉化為數字信號輸出給控制系統來實現實時監測和控制。

編碼器的分類

編碼器按信號類型可分為模擬輸出編碼器和數字輸出編碼器。模擬輸出編碼器通過模擬電壓或電流信號輸出位置、速度或角度信息，數字輸出編碼器則通過數字接口輸出相應的信息。數字輸出編碼器有很多種類型，如SSI編碼器、CAN編碼器、RS422編碼器等。

編碼器按測量方式可分為絕對編碼器和增量編碼器。絕對編碼器可實現無需復位的絕對位置測量，增量編碼器則通過計數器累計兩個脈沖之間的差距來實現相對運動量的測量。

編碼器按感應原理可分為光電編碼器和磁編碼器。光電編碼器通過檢測碼盤上的透明和不透明條紋來產生信號，而磁編碼器則通過檢測磁極的變化來產生信號。

編碼器選擇要點

根據機器設備的實際測量范圍來選取合適的編碼器。

根據要求的測量精度來選擇編碼器分辨率，一般分辨率越高，測量精度越高。

根據控制系統的要求選擇數字信號輸出接口（如SSI、CAN、RS422等）或模擬信號輸出方式（如4-20mA、0-10V等）。

溫度等條件變化頻繁、噪聲干擾嚴重的環境下，應選擇具有良好抗干擾性能的編碼器。

根據機器設備的實際結構和安裝空間要求選擇合適的編碼器型號。

編碼器維護保養

編碼器工作時必須保證其表面清潔。應定期拆卸并清洗電路板上的灰塵、油污等。

編碼器是機械設備中比較脆弱的部件之一，應避免撞擊和碰撞，特別是安裝在行進路線較為狹窄的設備上。

編碼器也是一種易損耗件，其工作壽命受環境、質量等多種因素影響。在使用中應根據實際情況安排更換或維護計劃。

對于故障的編碼器應由具有一定維修經驗和技能的工程師維修。

定時檢測各引出線的接觸良好，檢測電路中各電容電感等元件是否正常。

編碼器的應用案例

編碼器廣泛應用于自動化生產中的數控機床和機器人等自動化設備中，以實現自動控制和精度控制。

編碼器應用于醫學行業機器人，實現精準控制醫療設備的運動。

編碼器的精準測量能力被廣泛應用于航空航天等領域的各項研究與應用。

編碼器應用于智能家居的開/關門傳感器，感知室內空氣質量，優化室內環境等領域。

編碼器維修案例

在機器設備運轉過程中，編碼器裝置可能會接觸到其他部件，容易導致電子接觸不良，應清除污物和雜質，恢復正常接觸。

光電編碼器里的光電網格容易蓄積污物和雜質，裝配不良等因素都容易導致部件破壞，需要更換。

編碼器無法讀取：編碼器在工作過程中，發現信號不穩定或無法讀取，多是金屬引腳損壞或元件損壞，須重新組裝或更換。

編碼器輸入信號失調：編碼器輸入電路中電源電壓嚴重低或嚴重高，或者輸入信號失調，應對編碼器輸入信號對應的電路部件進行檢查。

編碼器加工和組裝問題：選用的編碼器材料質量不好，運動精度不夠穩定等問題，需要重新選購和組裝。