旋转编码器是经过验证且广泛使用的解决方案，用于测量旋转轴的速度、行进方向和位置。有几种不同的类型，但两种主流的是绝对值编码器和增量编码器。这些是如何工作的？有什么不同？哪一种更适合您的应用？
编码器工作原理：顾名思义，绝对值编码器直接输出您正在测量的轴的准确位置。每个旋转点都有一个唯一的位置信息（值）或数据字，编码在随轴旋转的磁盘上。磁盘上唯一代码的数量决定了可以表示的位置精度。使用光学传感器、电容传感器或磁传感器，编码器在通电后立即读取代码并产生有效输出。无需设置参考点或旋转轴让传感器定位，即使暂时断电也可以跟踪位置。
编码器分辨率以位表示，对应于每转的唯一数据字数。绝对值编码器有单圈型和多圈型两种，单圈的情况下，提供轴每转一圈重复的360°旋转的位置数据。在多圈的情况下，编码器有一个旋转计数器，它不仅可以输出轴位置，还可以输出旋转速度。
考虑一个增量编码器。它通过响应轴的旋转产生脉冲来工作。输出通常是两个相差 90° 的方波，需要额外的电路来跟踪和计数这些脉冲。
增量编码器的分辨率以每转脉冲数 (PPR) 表示。这对应于来自任何方波输出的高脉冲数。
只有四种不同的输出状态重复。出于这个原因，增量编码器需要参考已知的固定位置来提供有意义的定位信息。这个“起始”位置是编码器索引脉冲。然后通过跟踪从索引脉冲旋转期间的相对增量变化来计算轴的绝对位置。每次编码器上电或断电后都需要这个参考过程，因此必须先旋转轴才能定位。这个过程比重新定位绝对编码器需要更长的时间，后者不需要初始旋转。
绝对值与增量：选择标准
绝对值编码器通常更昂贵，因为它们比增量类型更复杂。虽然价格差异正在缩小，但增量编码器通常适用于对速度、方向和相对位置的简单监控。另一方面，绝对值编码器可能是更好的选择。
绝对值编码器的最大优势在于轴的位置保持不变，因此可以立即获得位置数据，而无需等待归位或校准序列完成。这使您可以快速启动系统或从电源故障中恢复，即使在编码器关闭时轴位置发生变化。
选择绝对编码器的另一个原因是，如果您需要在启动时立即获得位置信息，然后再激活或操作该机制。在这种情况下，从起始位置向错误方向旋转轴可能会损坏设备或对用户造成危险。
此外，绝对编码器实时提供真实位置，允许数字系统通过中央通信总线轮询编码器，以最小延迟获得位置。使用增量编码器，更难跟踪位置。使用正交解码跟踪所有脉冲通常需要一个外部电路。这会增加主机系统开销，尤其是在您需要监控多个编码器时。
另一个优点是绝对值编码器可以降低系统对电噪声的敏感度。与脉冲计数增量编码器不同，绝对值编码器允许系统通过从二进制输出读取错误校验码或通过串行总线以数字方式执行此操作来计算位置。
在同一系统中组合多个绝对值编码器也比使用增量编码器更容易。典型的例子是工厂自动化和多轴机器人。监控多个增量编码器的输出可能很复杂，并且可能需要强大的处理能力，但来自单个绝对编码器的读数更好，特别是如果它们可以连接到中央通信总线。容易完成。
当绝对值编码器有优势时
到目前为止，您应该了解绝对值编码器和增量编码器之间的主要区别。考虑一些通常使用绝对值编码器的应用领域。
其中，在机器人领域呈现快速扩张。渗透到多个领域，从远程手术等医疗应用（需要大量准确的位置信息来监测和控制手术机器人手臂）到自动化装配、焊接和喷涂等工业用例。展望未来，家庭支持机器人的未来尤其令人期待。这将受益于绝对编码器提供的速度和易用性。
随着行业继续追求数字转换以及增量编码器和绝对值编码器之间的价格差距缩小，绝对编码器的应用将几乎无穷无尽。消费设备市场也有很多机会。无论是用于机械控制，如自动门、相机云台、空调设备的智能控制、工厂自动化、车辆的电气子系统，绝对编码器的高性能和对设备设计人员的预算越来越友好。它正在成为一种选择。
针对位置反馈的工程师选择
绝对值和增量编码器在性能、价格和用户体验方面的差异使得为您的新产品设计选择正确的编码器类型至关重要。随着价格差异的缩小和技术的不断变化，绝对值编码器相对于增量编码器的优势将成为越来越多领域设计人员在考虑位置反馈能力时的首选。
旋转编码器技术解析
什么是旋转编码器？
旋转编码器是一种连接到电机/轴组件的机电设备，以准确报告旋转轴的位置、速度和加速度。旋转编码器（又名轴编码器）感测旋转轴的角位置和运动，并根据这些旋转机械位移生成数字输出信号。相反，线性编码器检测沿直线的机械位移。
旋转编码器的种类
旋转编码器主要有两种类型：增量式和绝对式。
增量旋转编码器报告位置或相对位置的变化。使用增量旋转编码器的运动控制系统需要在启动时或断电后“归位”。
绝对值旋转编码器能够在通电后立即报告位置信息，即使在上次使用期间电源中断。无需校准即可找到始终已知的绝对（起始）位置。
旋转编码器也有三种主要技术类型：
光电编码器
光电旋转编码器有一个 LED 光源、一个带有槽状开口的旋转盘和一个光电传感器。当圆盘随着轴旋转而转动时，它会产生光脉冲，这些光脉冲通过电子电路转换成数字方波。
磁性编码器
磁性旋转编码器有一个旋转轮，其周围有一系列磁极。当车轮旋转时，它经过一个感应磁场变化并将反馈转换为数字输出信号的电路。
旋转编码器主要用途
旋转编码器用于监视和/或控制各种机械系统。例如，工业自动化中使用旋转编码器来控制传送带的速度和方向。
旋转编码器也用于伺服电机反馈，以控制速度以及多轴运动。旋转编码器直接安装在包装/贴标机、纺织机械和材料处理设备的电机轴上。
其他旋转编码器应用包括AGV、飞行模拟器、计量泵等。
选择旋转编码器关键点
假设您已确定您的应用需要绝对或增量旋转编码器，则选择旋转编码器时的主要考虑因素是尺寸和轴类型。
尺寸
您需要了解集成旋转编码器的系统的空间要求。
关键测量包括：
外壳直径
外壳轮廓（高度）
轴/孔径
轴类型
旋转编码器可以有实心轴或空心轴，您需要哪种类型取决于您应用中的输入轴类型。选择正确的配件和安装布置以确保正确对齐也很重要。
环境因素
一旦您选好了旋转编码器的机械规格，您还需要考虑操作环境。通过选择专为在苛刻条件下运行而设计的旋转编码器，可以减轻灰尘、振动、极端温度、湿气和其他污染物的影响。
分辨率
分辨率是指编码器可以检测到的最小测量单位。对于旋转编码器，分辨率是每转脉冲数 (PPR)。并非所有应用都需要相同水平的定位精度，编码器控制器的最大输入频率也是一个因素
