编码器是工业自动化中的重要传感器，用于测量位置和速度。在选择编码器时，一个关键的决策是确定使用增量信号还是绝对值信号。本文将探讨这两种信号类型的优缺点以及如何根据不同需求进行选择。
了解增量信号和绝对值信号
首先，让我们了解一下增量信号和绝对值信号的基本概念：
增量信号：增量型编码器通常输出两个信号通道，通常称为A相和B相。这些信号相位差90度，用于测量旋转的方向和速度。此外，还有一个Z相信号，用于确定零点位置。增量编码器的输出是脉冲，可以根据脉冲数量计算位置和速度。当电源断电后，增量编码器无法保留位置信息，需要通过重新初始化来确定零点。
绝对值信号：绝对值型编码器以多位数码形式输出位置信息，通常使用格雷码或纯二进制码。每个位置都有唯一的代码，因此绝对编码器可以立即提供精确的位置信息，即使在电源断电后也能恢复位置。绝对编码器通常分为单圈和多圈，单圈适用于位置范围较小的应用，而多圈可覆盖更广泛的范围。
如何选择：增量信号 vs. 绝对值信号
1. 停电时的移动问题
当涉及到电源断电后的位置保持时，绝对值编码器具有明显的优势。单圈的绝对值编码器可以保留位置信息，使电机在断电后可以继续移动半圈。对于多圈绝对值编码器，它们可以保留更多圈的位置信息，允许在断电后移动更大的范围，例如2048圈。这种特性在某些应用中非常重要。
2. 信号的抗干扰问题
增量型编码器在面对抗干扰问题时可能会更加烦恼，因为连续的噪声可能导致数据错乱。然而，绝对值编码器可以通过更换来解决抗干扰问题，只要连续噪声的时间不超过半圈的时间，绝对值信号仍然可靠。在抗干扰方面，单圈和多圈绝对值编码器的性能基本相同。
3. 后续设备的CPU资源问题
在使用高分辨率编码器时，增量型编码器可能需要大量的CPU资源来处理输出信号，特别是在多轴应用中。如果CPU资源被大量的编码器占用，那么其他任务可能会受到影响，导致出错的概率增加。相比之下，绝对值编码器只需要在1圈、半圈或2048圈的范围内采样，可以大幅节省CPU时间，允许CPU执行其他任务，提高系统的稳定性。
综合考虑以上三个因素，选择编码器类型应根据具体需求来决定。如果需要电源断电后保持位置信息，特别是在大范围内，绝对值编码器是不错的选择。而在抗干扰性和CPU资源占用方面，绝对值编码器也有一定优势。然而，对于一些特定的应用，增量型编码器可能仍然是一个合适的选择，尤其是在预算和应用要求方面。
结论
在选择编码器时，了解增量信号和绝对值信号的特性非常重要。根据停电时的移动需求、抗干扰性以及后续设备的CPU资源情况，可以更好地决定使用哪种类型的编码器。总之，增量信号适用于需要连续测速和相对位置变化的应用，而绝对值信号适用于需要精确位置信息并能够在断电后保持位置的应用。最终的选择应根据具体的应用需求和预算来确定，以确保系统的可靠性和性能。
