什么是絕對(duì)編碼器的工作原理？與增量式編碼器相比具有的優(yōu)勢(shì)
絕對(duì)式編碼器是通過(guò)輸出與運(yùn)動(dòng)相關(guān)的數(shù)字字或位來(lái)提供速度、位置信息的反饋設(shè)備。與輸出無(wú)處不在的連續(xù)脈沖流的增量編碼器不同，絕對(duì)編碼器為每個(gè)位置輸出唯一的字或位。通過(guò)輸出數(shù)字字或位而不是脈沖流，絕對(duì)值旋轉(zhuǎn)編碼器具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：
1.與增量式編碼器相比，整體分辨率更高
2.由于歸位（或初始位置）時(shí)間較短，啟動(dòng)性能更好
3.多軸精確運(yùn)動(dòng)檢測(cè)
4.多個(gè)輸出協(xié)議，以實(shí)現(xiàn)更好的電子集成
5.更好地從系統(tǒng)或電源故障中恢復(fù)
一、絕對(duì)編碼器的工作原理
絕對(duì)式旋轉(zhuǎn)編碼器使用靜態(tài)參考點(diǎn)確定其位置。根據(jù)絕對(duì)式旋轉(zhuǎn)編碼器是光學(xué)式還是磁性式，方法略有不同，但兩種方法的原理都是相同的。絕對(duì)式編碼器通過(guò)在軸旋轉(zhuǎn)時(shí)輸出位的數(shù)字字來(lái)工作。有兩個(gè)圓盤(pán)，均帶有帶偏移標(biāo)記的同心環(huán)。一個(gè)圓盤(pán)固定在中心軸上；另一個(gè)自由移動(dòng)。隨著圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，絕對(duì)編碼器軌道上的標(biāo)記會(huì)改變固定圓盤(pán)上的位置。
絕對(duì)旋轉(zhuǎn)編碼器盤(pán)上的每個(gè)配置代表一個(gè)唯一的二進(jìn)制代碼。查看絕對(duì)旋轉(zhuǎn)編碼器內(nèi)的二進(jìn)制代碼可確定對(duì)象的絕對(duì)位置。對(duì)于光學(xué)絕對(duì)式編碼器，標(biāo)記是一個(gè)讓光線通過(guò)的開(kāi)口。對(duì)于磁性絕對(duì)編碼器，標(biāo)記是一個(gè)磁性傳感器陣列，它通過(guò)磁鐵并檢測(cè)磁極的位置。
二、絕對(duì)編碼器的類型
絕對(duì)式編碼器可根據(jù)其傳感技術(shù)類型（光學(xué)或磁性）或其在電機(jī)軸多圈（單圈或多圈）上的輸出進(jìn)行分類。光學(xué)絕對(duì)編碼器使用帶有標(biāo)記的碼盤(pán)和通過(guò)碼盤(pán)發(fā)光的LED。當(dāng)圓盤(pán)隨著電機(jī)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可以檢測(cè)到位置的變化。對(duì)于磁性絕對(duì)編碼器，光學(xué)標(biāo)記由磁極代替，LED由磁感應(yīng)陣列代替。
雖然所有絕對(duì)式旋轉(zhuǎn)編碼器都根據(jù)軸的旋轉(zhuǎn)（編碼器在360度或單圈內(nèi)的位置）提供反饋，但應(yīng)用因需要了解編碼器完成完整旋轉(zhuǎn)或多圈的次數(shù)而有所不同。多圈絕對(duì)值編碼器為360度圈數(shù)提供額外的反饋。
三、絕對(duì)式編碼器的優(yōu)點(diǎn)
絕對(duì)式編碼器與增量式編碼器相比具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。它們的每個(gè)軸位置都有唯一的代碼，這意味著它們可以提供非常獨(dú)特的位置信息，因?yàn)檐壍郎蠜](méi)有兩個(gè)位置是相同的。它們通過(guò)生成代表編碼器實(shí)際位置的唯一數(shù)字代碼流來(lái)測(cè)量實(shí)際位置，因此不需要索引或參考點(diǎn)。這也為絕對(duì)編碼器提供了一個(gè)優(yōu)勢(shì)，即在出現(xiàn)功率損失時(shí)返回原位的應(yīng)用可能會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。
與增量式編碼器相比，絕對(duì)式編碼器還提供更高的分辨率選項(xiàng)。雖然增量編碼器必須向碼盤(pán)上的單個(gè)磁道添加更多增量，因此受限于碼盤(pán)的物理尺寸和可解碼的脈沖數(shù)與編碼器旋轉(zhuǎn)速度（頻率響應(yīng)）的關(guān)系，但絕對(duì)編碼器增加了額外的軌道以獲得更高的分辨率，并且不會(huì)連續(xù)輸出脈沖流。相反，它們受限于在給定的波特率采樣周期內(nèi)詢問(wèn)編碼器的次數(shù)。
四、絕對(duì)式旋轉(zhuǎn)編碼器的替代品
如果整體系統(tǒng)的簡(jiǎn)單性比性能更重要，那么絕對(duì)編碼器的替代品包括增量編碼器和旋轉(zhuǎn)變壓器
?。?）絕對(duì)編碼器與解析器
解析器是編碼器的機(jī)電先驅(qū)，基于可追溯到第二次世界大戰(zhàn)的技術(shù)。電流沿中心繞組產(chǎn)生磁場(chǎng)。有兩個(gè)相互垂直的繞組。一個(gè)繞組固定到位，另一個(gè)繞組隨著物體的移動(dòng)而移動(dòng)。兩個(gè)相互作用磁場(chǎng)的強(qiáng)度和位置的變化使分解器能夠確定物體的運(yùn)動(dòng)。
旋轉(zhuǎn)變壓器設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)單性使其即使在極端條件下也能可靠運(yùn)行，從冷熱溫度范圍到輻射暴露，甚至是振動(dòng)和沖擊引起的機(jī)械干擾。然而，解析器對(duì)源和應(yīng)用程序組裝的寬容性是以犧牲它們?cè)趶?fù)雜應(yīng)用程序設(shè)計(jì)中工作的能力為代價(jià)的，因?yàn)樗鼰o(wú)法產(chǎn)生足夠準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。與絕對(duì)編碼器不同，旋轉(zhuǎn)變壓器只輸出模擬數(shù)據(jù)，這可能需要專門(mén)的電子設(shè)備來(lái)連接。
（2）絕對(duì)編碼器與增量編碼器
增量編碼器確定相對(duì)位置，僅查看測(cè)量值之間的差異。編碼器引擎在通道中發(fā)出脈沖（稱為正交），這些脈沖中的偏移表示運(yùn)動(dòng)。增量編碼器提供出色的速度和距離反饋，并且由于涉及的傳感器很少，因此系統(tǒng)既簡(jiǎn)單又便宜。然而，增量編碼器易受環(huán)境因素的影響，并且由于輸出頻率的限制，它們可能會(huì)在高速運(yùn)行時(shí)失去分辨率。它們還受到僅提供變化信息的限制，因此編碼器需要參考設(shè)備來(lái)計(jì)算運(yùn)動(dòng)。
五、絕對(duì)式旋轉(zhuǎn)編碼器的應(yīng)用
絕對(duì)式旋轉(zhuǎn)編碼器本身了解定位信息——它不需要依賴外部電子設(shè)備來(lái)提供編碼器位置的基線索引。絕對(duì)式編碼器使依賴于非線性定位的應(yīng)用無(wú)需額外的外部組件即可工作。在現(xiàn)實(shí)生活中，絕對(duì)式編碼器允許從應(yīng)用中獲得更精確的工作：
1.確定零件制造中使用的CNC機(jī)器的多軸方向
2.自動(dòng)確定醫(yī)院剪床高度
3.為起重機(jī)或高空升降機(jī)等大型車輛準(zhǔn)確定位多個(gè)穩(wěn)定器
4.無(wú)需限位開(kāi)關(guān)即可移動(dòng)自動(dòng)門(mén)或隔間
5.即使在斷電后也能干凈利落地繼續(xù)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)
尤其是與旋轉(zhuǎn)變壓器和增量式編碼器相比，絕對(duì)式編碼器的明顯優(yōu)勢(shì)在于其定位精度對(duì)整體應(yīng)用性能的影響。
