光电编码器（图解光电编码器的工作原理）

光电编码器（图解光电编码器的工作原理）

严厉来讲，编码器只会告知你该如何定位，要如何履行，是须要靠数控体系（或者PLC之类掌握器）掌握伺服或者步进电机来实现定位的，编码器好比人的眼睛，知道电机轴或者负载处于当前某个地位，工业上用的一般是光电类型编码器，下边简略解释一下。

1、简略说下编码原理和地位测量

光电编码器是在一个很薄很轻的圆盘子上，通过紧密仪器来腐化雕刻了很多条渺小的缝，相当于把一个360度，细分成很多等分，比如成1024组，这样每组之间的角度差是360/1024度=0.3515625度。

然后有个精密的发光源，安装在码盘的一面，码盘的另外一面，会有个吸收器之类的，应用了光敏电阻这些元件加放大和整形电路组成，这样码盘转动时候，有缝隙的处所会透光过去，吸收器会瞬间收到光脉冲，经过电路处置后，输出一个电脉冲信号，这样码回旋转了一周，会对应输出1024个脉冲，第一个脉冲地位如果是0，第二个脉冲地位就是0.3515625，第三个脉冲地位是0.3515625*2，以此类推，这样只要有仪器能读到脉冲个数，就可以知道码盘对应在什么地位了，如果把编码器安装到电机的轴上，电机轴和码盘是刚性衔接，两者的地位关系会一一对应，通过读编码器脉冲，就可以知道电机的轴地位。

而电机轴，比如会通过同步带，齿轮，链条等带动一些负载，比如掌握丝杆，这样会有个所谓电子齿轮比的关系，电机转一圈，丝杆会前进多少毫米，这样读到了对应编码器上输出多少给脉冲，通过脉冲数就可以反推出当前丝杆的地位。

但是编码器是圆的，如果无穷制旋转下去，角度会无限大，所以设计了一种增量型的编码器，转一圈，会输出三组信号ABZ，其中AB是一样的脉冲，比如上边说的一圈有1024个脉冲，AB相脉冲对应一圈内的圆周角度，而且两种脉冲是处于正交状况的，如果是正反转，通过断定AB相脉冲的上升沿和降低沿的先后次序，就可以知道编码器当前是顺时针还是逆时针方向旋转的。

另外有个Z相脉冲，是因为圆周虽然会不停转下去，角度会无限无尽，但是都是一周一周的反复而已，零相脉冲固定在圆周某个地位，编码器每转一圈，只输出一个零相脉冲，这样如果以Z相脉冲为基准资源网点，这样每次读到这个脉冲时候，体系就清零一次，就可以让角度最大值掌握在360以内，相当于一个零基准点了。

这样即使体系断掉了，重新上电，只要能找到这个基准点，就可以知道丝杆的初始地位在什么处所了。

以上这种定位叫增量坐标系，所以编码器就是增量型编码器，运用比拟普遍，因为灵巧而且价钱廉价。

如果只装备只须要转一圈的，也就是角度在360内的，编码器可以细分精密一点，比如有13位，相当于2^13次方个脉冲一圈，对应着360，这种脉冲数和角度一一对应，不怕体系断电须要重新调剂零位，这种编码器叫单圈绝对值编码器。如果负载须要转多圈的，但是这个圈数也不能非常多，比资源网如5圈，相当于5*3资源网60=1800，这样脉冲和1800一一对应，这些在一些高级的数控机床上运用比拟多，可以知道丝杆或者一些旋转工作的当前精密地位，而且不用担忧体系断电归零问题。

此外，编码器还有磁电方法的，比如在码盘上加工了很多个南北间隔的小磁铁，通过霍尔去读小磁铁信号，输出信号，同样经过放大和整形变成了电脉冲，这点和光电编码器是相似的，而且价钱会廉价点，可靠性会高，但是精度就比光电要差点。

2、PLC如何通过编码器断定地位

PLC能输入开关量，也就是一高一低的电平电压，而编码器脉冲信号，可以懂得必定时光内，用极快的速度完成的一组开关量。但是因为这种开关量的频率太高了，所以PLC的普通I/O口是无法精确读到这些脉冲的个数的，因为PLC工作进程中存在扫描周期，须要每个一段时光才去刷新一下普通I/O口的数据，而编码器的精度太高了，单位时光内输出的脉冲个数太多，普通I/O是无法胜任的。

一般PLC会设计有高速计数端口，实质是应用了底层单片机的硬件逻辑来完成这些编码器计数的，避开了扫描周期问题，PLC都设计有专门的高速计数指令，应用的时候，直接调用这些指令就可以读到当前的脉冲值了。

但是脉冲的盘算和输出上，由于扫描周期存在，往往也会存在着滞后影响，如果用来掌握一些履行机构，比如气缸来动作裁切动作，这样要斟酌提前量的补偿问题。

提示一下，如果想用PLC来掌握伺服或者步进体系，往往并不须要通过编码器反馈来断定地位，通过一些PLS指令之类的来发出地位脉冲给伺服驱动器，地位环在伺服驱动器内部构造诣好，而PLC这边只是一个指令机构，并没有构成地位闭环，当然如果是专门定位模块掌握，应用了NC之类的掌握方法，是可以在里边构建地位闭环的。

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