原创 伺服电机编码器基础简介

编码器类型非常多，最常用的是绝对值编码器、增量编码器和旋转变压器，还有一些更高的通讯编码器。对于伺服来讲，要想获得非常高的性能和精度，必须提高编码器的分辨率，常用的伺服编码器2000－2500线（脉冲数/转），但线数越高，编码器价格就越贵，所以必须了解控制系统的要求，以选择最合适的编码器。

对于增量性编码器，最为常用，但最大的问题是：掉电位置丢失，所以要保持掉电位置，可以采用绝对值编码器；如果机械振动大，则选用光电编码器就不合适了，这是需采用旋转变压器或者磁性编码器。

编码器示意图

伺服电机和编码器的关系

伺服驱动器和编码器是构成伺服系统的两个必要组成部分，伺服驱动器控制部分通过读取编码器获得：转子速度，转子位置和机械位置，可以完成：

● 伺服电机的速度控制

● 伺服电机的转矩控制

● 机械位置同步跟踪（多个传动点）

● 定点停车

伺服电机和编码器的关系图

光编码器特点和应用要点

光学编码器一直都是运动控制应用市场的热门选择。它由LED光源（通常是红外光源）和光电探测器组成，二者分别位于编码器码盘两侧。码盘由塑料或玻璃制成，上面间隔排列着一系列透光和不透光的线或槽。码盘旋转时，LED光路被码盘上间隔排列的线或槽阻断，从而产生两路典型的方波A和B正交脉冲，可用于确定轴的旋转和速度。

光编码器靠旋转码盘和光收发器配合工作。它们的距离非常近，但又不能接触。但是在振动下和结构的间隙变大的情况下，码盘会和光收发器碰撞。当光编码器的运动部件互相撞击后，它们的位置就发生了变化从而导致精度降低。

光编码器必须在无尘的环境里生产，任何粉尘掉在码盘上，光编码器就失效了。通过严格的密封，通常光编码器要在轴承，外壳和接线处密封。但是密封非常容易受温度影响。由于环境和编码器自身的发热，当温度高时编码器里面的空气和水汽被排出，当温度低时外界的空气和水汽又被吸入。这些水汽凝结在码盘上直接导致光编码器的失效。买电子元器件现货上唯样商城

光编码器示意图

磁性编码器的特点和适用场景

磁性编码器的结构与光学编码器类似，但它利用的是磁场，而非光束。磁性编码器使用磁性码盘替代带槽光电码盘，磁性码盘上带有间隔排列的磁极，并在一列霍尔效应传感器或磁阻传感器上旋转。码盘的任何转动都会使这些传感器产生响应，而产生的信号将传输至信号调理前端电路以确定轴的位置。相较于光学编码器，磁性编码器的优势在于更耐用、抗振和抗冲击。而且，在遇到灰尘、污垢和油渍等污染物的情况下，光学编码器的性能会大打折扣，磁性编码器却不受影响，因此非常适合恶劣环境应用。

不过，电机（尤其是步进电机）产生的电磁干扰会对磁性编码器造成极大的影响，并且温度变化也会使其产生位置漂移。此外，磁性编码器的分辨率和精度相对较低。

另外，磁性编码器响应速度较慢，不能胜任高速运动负载的位置反馈。因此，磁性编码器适用于如下应用场景：

a. 定位精度要求不高的点对点往复定位，例如物料搬运，物料分拣，大型设备定位控制，一般机器人定位。

b. 速度波动要求不高的连续运转，例如AGV车轮，输送带传输，变频电机反馈。

c. 单向高速运行，例如电主轴。

d. 负载惯量比较小的运动控制场景。

e. 步进电机和无刷电机的反馈。

磁性编码器示意图