從接近開(kāi)關(guān)、光障到旋轉(zhuǎn)編碼器

在工業(yè)控制中的定位、接近開(kāi)關(guān)和光障的使用是相當(dāng)成熟和易于操作的。然而，隨著工業(yè)控制的不斷發(fā)展，有了新的要求，因此選擇旋轉(zhuǎn)編碼器的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)突出：

信息化：除了定位，控制室還可以知道其具體位置；

靈活性：可在控制室靈活調(diào)整定位；

現(xiàn)場(chǎng)組裝的方便性、安全性和壽命：如果解決了旋轉(zhuǎn)編碼器的安全組裝問(wèn)題，拳頭大小的旋轉(zhuǎn)編碼器可以測(cè)量從幾μ到幾百米的距離，有n個(gè)工位。許多接近開(kāi)關(guān)和擋光板在現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械安裝很麻煩，容易損壞，受到高溫和水蒸氣的干擾。因?yàn)樗枪怆娋幋a器，沒(méi)有機(jī)械損耗，而且只要安裝位置準(zhǔn)確，其使用壽命往往很長(zhǎng)。

多功能：除了定位，它還可以遠(yuǎn)程傳輸當(dāng)前位置和轉(zhuǎn)換移動(dòng)速度，這對(duì)于變頻器和步進(jìn)電機(jī)等應(yīng)用尤其重要。

經(jīng)濟(jì)性：多個(gè)控制中心，只需一個(gè)旋轉(zhuǎn)編碼器的成本，最重要的是，安裝、維護(hù)和損耗成本降低，使用壽命延長(zhǎng)，經(jīng)濟(jì)性逐漸得到重視。

由于上述優(yōu)點(diǎn)，旋轉(zhuǎn)編碼器正越來(lái)越多地應(yīng)用于各種工業(yè)控制場(chǎng)合。從增量編碼器到絕對(duì)編碼器

旋轉(zhuǎn)增量編碼器，使其在旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生脈沖，并通過(guò)計(jì)數(shù)設(shè)備了解其位置。當(dāng)亨士樂(lè)編碼器靜止或發(fā)生電源故障時(shí)，它依靠計(jì)數(shù)設(shè)備的內(nèi)部存儲(chǔ)器來(lái)記住位置。這樣，當(dāng)出現(xiàn)電源故障時(shí)，編碼器無(wú)法移動(dòng)。當(dāng)電源接通時(shí)，編碼器輸出脈沖被處理，沒(méi)有干擾，脈沖丟失，否則計(jì)數(shù)設(shè)備保存的零點(diǎn)將被偏移，這個(gè)偏移量在顯示錯(cuò)誤的生產(chǎn)結(jié)果之前是不可能知道的。

解決方法是增加參考點(diǎn)。每次亨士樂(lè)編碼器經(jīng)過(guò)參考點(diǎn)時(shí)，參考位置都會(huì)被修正到計(jì)數(shù)器的記憶位置。在參考點(diǎn)之前，無(wú)法保證位置的準(zhǔn)確性。因此，在工業(yè)控制中，有一些程序，比如為每次操作找到參考點(diǎn)，并啟動(dòng)機(jī)器以找到變化。

例如，打印機(jī)掃描儀的定位基于增量式編碼器的原理：每次我們打開(kāi)它時(shí)，我們都會(huì)聽(tīng)到噼啪聲，它會(huì)搜索參考零點(diǎn)，然后工作。

在一些工業(yè)控制項(xiàng)目中，這種方法更麻煩，甚至不允許開(kāi)始更改（啟動(dòng)后必須知道確切位置），因此絕對(duì)編碼器應(yīng)運(yùn)而生。

絕對(duì)光學(xué)旋轉(zhuǎn)編碼器在各種工業(yè)系統(tǒng)中越來(lái)越多地用于角度、長(zhǎng)度測(cè)量和位置控制，因?yàn)槊總€(gè)位置都是絕對(duì)的，沒(méi)有干擾和斷電記憶。

絕對(duì)編碼器光盤(pán)上有許多行，每行由2行、4行、8行和16行交替組成。在編碼器的每個(gè)位置，讀取每個(gè)十字線的連續(xù)性和黑暗度會(huì)產(chǎn)生一組從2的零次方到2的n-1次方（格雷碼）的二進(jìn)制代碼，表示為n位絕對(duì)編碼器。這種亨士樂(lè)編碼器由碼盤(pán)的機(jī)械位置決定，對(duì)電源故障和干擾不敏感。

每個(gè)位置的性由絕對(duì)編碼器的機(jī)械位置決定，不需要記住，不需要找到參考點(diǎn)，也不需要一直計(jì)數(shù)，當(dāng)需要知道位置時(shí)，可以讀取其位置。這樣，編碼器的抗干擾性能和數(shù)據(jù)的可靠性都大大提高。

由于絕對(duì)編碼器在定位方面明顯優(yōu)于增量編碼器，因此它們?cè)絹?lái)越多地被用于工業(yè)控制定位。由于其高精度，絕對(duì)式編碼器有大量的輸出位。如果仍然使用并聯(lián)輸出，則每個(gè)輸出信號(hào)必須連接良好。對(duì)于更復(fù)雜的工作條件，它需要絕緣，并且連接線芯的數(shù)量很大。這會(huì)帶來(lái)很多不便，降低可靠性。因此，對(duì)于多位數(shù)輸出類(lèi)型，絕對(duì)編碼器通常使用串行輸出或總線輸出。德國(guó)制造的絕對(duì)編碼器的串行輸出是SSI（同步串行輸出線輸出）。

從單圈絕對(duì)編碼器到多圈絕對(duì)編碼器，旋轉(zhuǎn)單圈絕對(duì)編碼器，在旋轉(zhuǎn)時(shí)測(cè)量光學(xué)編碼器盤(pán)的每一行，以獲得代碼。如果旋轉(zhuǎn)超過(guò)360度，代碼返回原點(diǎn)，這不符合僅絕對(duì)編碼的原則，這樣的編碼器只能用于360度旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)的測(cè)量，稱為單圈絕對(duì)編碼器。

如果你想測(cè)量超過(guò)360度的旋轉(zhuǎn)，可以使用多圈絕對(duì)編碼器。