一文就可以读懂增量式编码器的工作原理

在现场的工业控制系统中，常常要选用到编码器。到底什么是编码器？它应该如何工作的呢？接下来艾迪科电子和大家聊一聊编码器的基本工作原理并具体探讨下增量式编码器。

增量式编码器，英文名称“encoder”，这是一个可以把间距（直线位移）和角度（角位移）转换成电子信号并导出的传感器。增量式编码器一般而言适用于工业生产的运动控制系统中，适用于探测并信息反馈待测物品的具体位置和状况，如机床、机器人、电动机反馈系统及其探测和控制设备等。

根据基本工作原理的不同，编码器可分为光电编码器（opticalencoder）、磁性编码器（magneticencoder）、电感式编码器（inductiveencoder）和电容式编码（

capacitiveencoder）等等，选用最多的是光电编码器。

光电编码器（opticalencoder）的构成主要包括：连接轴（Shaft），码盘（Codedisk），光源（LightSource），导出电路（Outputcircuit）及外壳和连接法兰等。连接轴与码盘连在一起，并与待测物品连在一起，随着待测物品（如电动机）的旋转，码盘也跟随旋转，利用码盘的光会形成明暗两色的改变，接收端的感光元器件会探测到这样的改变，并转换成电子信号完成导出。

根据码盘结构的不同，编码器又还可以分为增量式编码器和绝对编码器，本文我们主要探讨增量式编码器。

增量式编码器，英文名称“Incrementalencoder”，它的码盘被分成大小相等的明暗两色的光栅，随着码盘的旋转，接收端会探测到光的0和1的改变，并转换成电子信号脉冲向外导出。利用对脉冲的计数，就能确定位移的大小，如下图：

为了能划分正反转及探测零点，实际上选用的码盘比上图要繁杂些，一般而言主要包括三个部分：A相，B相和Z相，A相与B相相差1/4周期（相位差90度），可以用来划分正转还是反转；Z相为单圈脉冲，码盘转一圈形成1次，还可以作为增量式编码器的参照零位，如下图：

增量式编码器的输出波形如下图：

因为选用脉冲计数的方法，增量式编码器在探测前务必先找到参照零位，所以它的测量结果是相对性的。除此之外增量型编码器的数据信息断电后会遗失。