編碼器是一種用于通過感測位置變化向控制系統(tǒng)提供反饋的設(shè)備。旋轉(zhuǎn)編碼器與電動機(jī)一起工作以感應(yīng)與電機(jī)軸相關(guān)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。根據(jù)所使用的編碼器類型，它們可以提供有關(guān)位置、絕對位置甚至軸速度變化的信息。

　　編碼器對于在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)來說是無價的。它們對于起重機(jī)使用的用于提升笨重物體的大型電機(jī)同樣重要。事實上，從石油化工到造紙和紙漿制造，幾乎每個行業(yè)都可以找到編碼器。

　　一、編碼器如何工作？

　　我們已經(jīng)討論過旋轉(zhuǎn)編碼器跟蹤電機(jī)軸的位置和速度這一事實。基于該數(shù)據(jù)，它生成一個閉環(huán)反饋信號。然后控制系統(tǒng)使用該信號來做出有關(guān)電機(jī)運(yùn)行參數(shù)的決定。

　　編碼器可以使用多種不同的技術(shù)來生成反饋信號。這些包括電阻、磁、機(jī)械和光學(xué)。其中，光學(xué)最容易理解：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，我們可以查看一個基本的光學(xué)編碼器。光學(xué)編碼器系統(tǒng)由以下組件組成：

　　1.碼盤，有代表軸不同位置的圖案

　　2.光源，照亮碼盤

　　3.光電檢測器組件，它根據(jù)從代碼盤檢測到的圖案生成信號。

　　4.電子板，它解釋光電探測器組件產(chǎn)生的信號并將其轉(zhuǎn)發(fā)到運(yùn)動控制系統(tǒng)。

　　5.運(yùn)動控制系統(tǒng)，根據(jù)從旋轉(zhuǎn)編碼器接收到的反饋來調(diào)整電機(jī)參數(shù)。

　　作為另一個更高級的示例，請考慮磁性編碼器。在永磁電機(jī)編碼器中，該反饋信號確保電機(jī)定子和轉(zhuǎn)子位置與驅(qū)動器提供的電流同步。當(dāng)轉(zhuǎn)子磁鐵處于適當(dāng)位置范圍內(nèi)時，將電流施加到繞組上，從而使電機(jī)扭矩最大化。

　　二、編碼器安裝選項

　　旋轉(zhuǎn)編碼器有三種基本安裝選項：輪轂/空心軸、有軸和無軸承。所述空心軸編碼器直接安裝到使用一個簡單的彈簧加載的系鏈軸上。這使它們易于安裝，但重要的是要確保編碼器與電機(jī)本身保持電氣隔離。在有軸編碼器安裝座中，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編碼器與電機(jī)電氣和機(jī)械隔離。另一方面，聯(lián)軸器和更長的軸會增加成本。

　　三、編碼器信號類型及其應(yīng)用

　　電機(jī)編碼器可以產(chǎn)生兩種類型的信號：增量和絕對。增量信號表示倉位發(fā)生了變化，但不提供任何關(guān)于具體倉位的信息。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題或僅需要相對位置信息時，就會選擇它們。

　　然而，絕對信號表示位置已經(jīng)改變以及當(dāng)前絕對位置是什么。這是通過為每個位置生成不同的二進(jìn)制輸出（有時稱為單詞）來實現(xiàn)的。當(dāng)需要高精度和精確度時使用絕對編碼器，但它們不會像增量編碼器那樣堅固。此外，絕對值編碼器經(jīng)常出現(xiàn)在帶有永磁無刷電機(jī)的伺服應(yīng)用中，用于精度和準(zhǔn)確度至關(guān)重要的情況。