增量式编码器VS绝对式编码器：应用比较与性能分析！
编码器，作为一种将角位移或直线位移转换为电信号的设备，在自动化领域扮演着至关重要的角色。编码器的类型多种多样，根据其工作原理和读取方式的不同，可以分为绝对式和增量式编码器。这两种编码器在伺服电机和工业控制系统中的应用有着明显的差异。在本文中，我们将深入探讨绝对式和增量式编码器的区别，以及它们在不同应用中的优缺点。
增量式编码器
增量式编码器是一种常见的编码器类型，它通过转动时输出脉冲来表示位置信息。这些脉冲的计数是通过计数设备来实现的，这意味着编码器的位置信息依赖于脉冲计数。当增量式编码器不动或由于停电而失去电源时，计数设备内部的记忆会保留位置信息。
然而，这也引入了一个潜在的问题。如果在停电或编码器未移动时发生脉冲丢失，计数设备的零点将偏移。这种偏移是不可预测的，只有在出现错误的生产结果后才能被察觉。因此，增量式编码器在某些应用中可能不够可靠。
增量式编码器将位移转换成周期性的电信号，然后将电信号转换成计数脉冲，脉冲的数量表示位移的大小。这种编码器的示值仅与测量的起始和终止位置有关，与测量的中间过程无关。
在许多国产和早期进口的伺服系统中，增量式编码器是常见的选择。尤其是在这些系统中，通常会使用ABZ信号以及额外的UVW信号，以提供更多的信息来支持控制和监测。
绝对式编码器
绝对式编码器在伺服电机控制和工业系统中变得越来越流行。这种编码器具有许多独特的优点，使其在某些应用中成为首选选择。
绝对式编码器的最大特点是每一个位置都对应一个唯一的数字码。这意味着它不仅能够提供精确的位置信息，还具有抗干扰性，不受停电的影响。绝对式编码器的码盘上包含许多刻线，每一道刻线都按照2的幂次排列，例如2线、4线、8线、16线等。在编码器的每个位置，通过读取刻线的通和暗，可以获得一组唯一的2进制编码（通常是格雷码）。
这种编码器的位置信息是由码盘的机械位置决定的，因此不会受到停电或其他干扰的影响。这是绝对式编码器的一个巨大优势，特别适用于需要高精度和稳定性的应用，如机床控制、医疗设备和无人飞行器导航。
应用领域的不同
绝对式编码器和增量式编码器在不同的应用领域中具有各自的优势和劣势。以下是它们在一些常见领域的应用情况：
1. 机床控制
在机床控制领域，精度至关重要。绝对式编码器由于其高度稳定的特性，通常用于数控机床，以确保工件的准确加工。它们能够提供绝对的位置信息，无需在每次启动时寻找参考点，这对于大型机床和复杂零件的加工至关重要。
相比之下，增量式编码器在机床控制中的应用相对较少，因为它们的位置信息可能会受到干扰和偏移的影响。
2. 无人飞行器导航
在无人飞行器（无人机）的导航中，需要快速、准确的位置信息，以确保飞行器能够稳定地悬停、定位和导航。绝对式编码器的抗干扰特性使其成为无人飞行器的理想选择。它们可以提供可靠的位置信息，而不会受到无线干扰或其他外部干扰的影响。
增量式编码器在这个领域中也有应用，但通常用于次要任务或对位置要求不太严格的应用中。
3. 工业自动化
在工业自动化领域，绝对式编码器通常用于需要高精度的任务，如精确的定位控制、机器人操作和自动化生产线。它们可以确保设备在长时间运行中保持精确的位置信息，而无需担心停电或其他干扰。
增量式编码器可能在一些工业自动化应用中使用，但通常更适合对位置要求不太严格的任务。
选择适当的编码器
在选择伺服电机编码器时，必须仔细考虑应用的需求和环境。以下是一些关键因素，可帮助您确定使用绝对式编码器还是增量式编码器：
1. 精度要求
首先，您需要考虑应用的精度要求。如果您需要非常高的精度，特别是在需要长时间运行或需要在断电后继续准确工作的情况下，绝对式编码器可能是更好的选择。它们提供了绝对的位置信息，无需参考点校准。
2. 可靠性
对于需要稳定性和可靠性的应用，绝对式编码器通常是首选。它们不受停电或干扰的影响，因此在要求高可靠性的环境中表现出色。
3. 启动速度
在某些应用中，启动速度至关重要。如果您需要快速启动并获得位置信息，增量式编码器可能更适合，因为它们通常不需要等待寻找参考点。
4. 成本考虑
绝对于成本敏感的应用，增量式编码器通常更经济实惠。它们通常比绝对式编码器价格更低，因为绝对式编码器需要更多的技术和材料来实现其高精度和抗干扰的特性。
5. 安装和维护
安装和维护也是考虑的因素。绝对式编码器通常需要更多的维护，因为它们的复杂性较高，而增量式编码器通常更容易安装和维护。
6. 应用类型
不同类型的应用可能需要不同类型的编码器。在某些情况下，增量式编码器可能非常适合，而在另一些情况下，绝对式编码器可能更合适。因此，应用的类型和特点也是选择编码器类型的关键因素。
总之，伺服电机编码器的选择取决于特定应用的需求。绝对式编码器提供了高精度和可靠性，适用于对位置要求非常高的应用。而增量式编码器则更经济实惠，适合对成本敏感的应用或对精度要求不那么严格的任务。在实际选择时，您需要权衡这些因素，并根据应用的具体要求做出明智的决策。
综上所述，伺服电机编码器是自动化和控制系统中的关键组件，用于测量和控制位置信息。绝对式编码器和增量式编码器是两种常见的类型，它们在精度、可靠性、启动速度、成本和应用类型等方面存在不同。选择适当的编码器类型对于确保系统性能至关重要，因此需要仔细考虑应用的需求和环境，以做出明智的选择。无论您选择哪种类型的编码器，都应确保它满足您的具体要求，以确保系统的顺利运行和高效性能。
