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編碼器作為一種轉換信號的器件，廣泛應用于我們生活的四周,。

在智能車比賽中,，需要利用編碼器檢測車模的瞬時速度，實現(xiàn)對車模速度的閉環(huán)反饋控制,，從而使得小車的控制板能夠根據賽道路況的變化而執(zhí)行軟件給定的指令,，如加速、減速,、轉彎等,。

在天體探索中，科學家使用大型天文望遠鏡對恒星進行追蹤時,，天文望遠鏡要達到一定的速度控制精度,，就需要選取合適的編碼器。不過此時對編碼器的要求非常高,，比如當恒星速度為0.004%,，需要分辨率為26位的編碼器才能符合測速要求。

此外,，還有電梯專用型編碼器,、機床專用編碼器、伺服電機專用型編碼器等等，可以說編碼器無處不在,。

從步進電機到智能系統(tǒng),，編碼器究竟如何選擇？

圖片來源：OFweek維科網

那到底什么是編碼器呢,？

按照定義來看,，編碼器是將信號（如比特流）或數(shù)據進行編制、轉換為可用以通訊,、傳輸和存儲的信號形式的設備,。

簡單理解就是，將人類不能直接理解的信號轉換成我們人類能夠直接理解的信號,，以便于我們對設備或器件進行支配,。

編碼器根據刻度方法及信號輸出形式，可分為增量式,、**值,、混合式。

增量式和**式較為常見,，但區(qū)別二者成為了困擾廣大用戶的難題。

因此,，在這里只將增量式和**式做一個對比,，讓用戶在將來選擇時，能做出一個更好的選擇,。

首先,，兩者的工作原理各不相同：

1、增量式編碼器的工作原理：

增量式編碼器是將位移轉換成周期性的電信號,，再把這個電信號轉變成計數(shù)脈沖,，用脈沖的個數(shù)表示位移的大小。

拿倒水來形容,，增量式編碼器好比,，找一個不知道大小的杯子然后往里面倒水，當?shù)節(jié)M一次,，就把杯子清空一次,，然后再倒水，最后根據倒?jié)M杯子的次數(shù)來計算距離,。

從構造上來看,，增量式編碼器由連接軸、碼盤,、光源和輸出電路等構成,。其實，編碼器基本上都是這個構成，下面就不再重復了,。

增量式編碼器由光電發(fā)射器件和接收器件獲得四組正弦波信號,，分別組合成A、B,、C,、D,每個正弦波相差90度相位差，四組相差360度（即一個周波）,。將C,、D信號反向，疊加在A,、B兩相上,，從而起到增強穩(wěn)定信號的作用;另外，每轉輸出一個Z相脈沖以代表零位參考位,。

由于A,、B兩相前后相差90度，故可通過比較A,、B兩相哪個在前來判別編碼器的正轉與反轉,。

通過零位脈沖，可獲得編碼器的零位參考位,。通過零位參考位和脈沖數(shù)量來計算距離和角度等參量,。

2、**式編碼器的工作原理

**式編碼器的碼盤上有許多道刻線,，用以編排編碼器上的每一個位置,。由于每一個位置都不一樣，所以想知道位移大小,，只要知道起始位置和終止位置就可以了,，不用像增量式編碼器一樣需要一直計數(shù)。

還是拿倒水來舉例,，**式編碼器好比,，找一個有刻度的、更高的杯子,，往里面倒水,，最后根據起始和終止的刻度來計算距離。

從結構上來看,，**式編碼器光碼盤上有許多道光通道刻線,，每道刻線依次以2線、4線,、8線,、16線……編排,，這樣，在編碼器的任意一個位置,，都可以通過讀取每道刻線的通,、暗，獲得一組從2的零次方到2的n-1次方的唯一的二進制編碼(格雷碼),，這也就是n位**編碼器,。

這樣的編碼器是由光電碼盤的機械位置（起、止位置）決定的,，因而不會受到停電,、外界干擾的影響，這也是**式編碼器的優(yōu)良特性之一,。

由于這一特性,，**式編碼器無需記憶，無需找零參考點,，而且還不用一直計數(shù),，因此，編碼器的抗干擾特性,、數(shù)據的可靠性大大提高了,。

基于**式編碼器的構造，它一定會面臨著一個問題：計數(shù)計到最大值,。

為了解決這個問題,，從而出現(xiàn)了多圈**式編碼器。

針對多圈**式編碼器,，常見的有以下三種設計方案：

第一種，在編碼器內部,，用機械齒輪耦合多個軸,，用來計算總的圈數(shù)。

拿倒水舉例子,，也就是之前提到的那個有刻度的杯子,，當這個杯子倒?jié)M了時，再找一個有刻度的,、更大的杯子,，把小杯子里的水倒進大杯子里，最后大小杯子相加計算距離,。

第二種,，就是用電子計數(shù)器和電容器，來計算總共轉過的圈數(shù),。

還是拿倒水舉例子,，這一次當有刻度的杯子倒?jié)M了時,，把水倒出來，同時使用計數(shù)器來計量倒?jié)M的次數(shù),，最后通過計數(shù)器和杯子相加來計算距離,。

第三種，在一些磁編碼器中,，采用韋根金線,，并利用韋根效應來計數(shù)。

以上的三種方法都需要付出一定的代價,，比如說第一種,，因為用到了機械齒輪，所以會給編碼器帶來磨損,，使得精度降低,。

至于構成多圈**值編碼器的方案，在這里不多過描述,，感興趣的朋友可以去查閱相關資料,。

兩者因為工作原理和機械構成不同，產生了兩個非常大的區(qū)別：

1,、通斷電記憶不同

增量式編碼器沒有記憶,，斷電重啟必須回到參考零位，才能找到需要的位置,，每次通斷電都要重新開始,。

最常見的增量式編碼器就是打印機掃描儀的定位，每次打印機開機時,，我們都能聽到噼哩啪啦的一陣響,，其實這是打印機在尋找參考零點，在這之后才能工作,。

而**式編碼器有記憶,，斷電重啟不用回到零位，即可知道目標所在的位置,。這使得**式編碼器不會在過程中受到干擾,，其抗干擾特性、數(shù)據的可靠性大大提高,。

2,、碼盤不同

由于兩者的計數(shù)方式不相同，因此兩者的碼盤也相差極大,。

碼盤的不同,，是**式編碼器和增量式編碼器的最大區(qū)別之一。

除以上區(qū)別外,，**式編碼器和增量式編碼器還有很多細小的區(qū)別：

3,、輸出信號不同

增量式編碼器輸出的是脈沖信號,，而**式編碼器輸出的是一組二進制的數(shù)值。

4,、計數(shù)量受限不同

增量式編碼器的轉數(shù)不受限制,，而**式編碼器不能超過轉數(shù)的量程。

5,、應用領域不完全相同

有無斷點記憶使得增量式編碼器和**式編碼器在應用領域上有很大的不同,，增量式編碼器更適合用于確定速度，距離或運動方向,，而**式編碼器由于其特性在工控定位領域應用越來越廣泛,。

6、價格不一樣

由于**式編碼器的優(yōu)良特質,，在價格上比增量式編碼器要高出一些,。

有了二者的區(qū)別，我們再來看看要選擇編碼器的時候,，需要注意哪些要素：

是否需要斷電保持

如果是需要持續(xù)性檢查的場合就必須使用**式編碼器,。

需要的測量精度

相對而言，**式編碼器的精度比增量式編碼器的精度會更高一些,。

分辨率

編碼器的分辨率,，即電機轉子軸旋轉一圈時編碼器輸出的脈沖個數(shù)。分辨率的高低是影響測速效果最為關鍵的因素之一,。

需要的最大速度

編碼器的測速方法分為三類：T法,、N法和M/T法。

一般來講,，T法在低速區(qū)測速效果**,，M法在高速區(qū)優(yōu)于T法。M/T法雖然實現(xiàn)的方法比M和T法都要高很多,，但在大多數(shù)情況下,，其測速精度也有優(yōu)于另外兩種。

需要的碼盤材質

編碼器碼盤的材料有玻璃,、金屬,、塑料,。

玻璃碼盤是在玻璃上沉積很薄的刻線,，其熱穩(wěn)定性好，精度高,。

金屬碼盤直接以通和不通刻線,，不易碎，但由于金屬有一定的厚度,，精度可能會受到影響,，其熱穩(wěn)定性也要比玻璃的差很多,。

塑料碼盤是經濟型的，其成本低,，但精度,、熱穩(wěn)定性、壽命均要差一些,。

編碼器的選擇除了以上列舉的因素外,，還要很多其他的因素，具體的要基于使用的場合及環(huán)境做出選擇,。

**的選擇方法肯定是直接和生產廠商進行溝通,，向他們傳達自己的需要以及自己顧慮的問題，他們會給出很好的建議,。屆時,，就可以根據自己的了解去考慮他們的建議了。

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