旋转角度编码器-角度编码器-苏州必力信(查看)

工作转速与电子开关频率和分辨率的关系

在增量型编码器的选型中，还有个重要的问题就是开关频率问题，无论是编码器还是接收设备，这都是一个重要的参数。

前面介绍了，增量编码器码盘是由很多光栅刻线组成的，有两个（或4个的）光眼读取A，B信号的，刻线的密度决定了这个增量型编码器的分辨率，而编码器读取并输出这个刻线的频率称为电子开关频率，由于受光学器件与电子放大器件的限制，对于每个增量型编码器，这个频率fmax是有上限的。就好比火车，启动时慢慢开，我们还能辨别车窗内的旅客，开得快了，我们只能看到一节节车皮了。

显然，这个限制同时与分辨率（刻线的密度）、转速（刻线的变化速度）有关。

fmax就是编码器参数给出的大电子开关频率，由此可以计算出在选不同的分辨率下，可以得到的大工作转速，注意，一般编码器也有一个大机械转速参数，那是指编码器的轴承等机械可以承受的转速。

在接收设备端，同样由于受电子器件的限制，有一个频率上限问题，这就是大家经常提到的普通计数模块与高速计数模块问题，以提供的公式，计算出接收设备所需要的电子频率，正确选型，角度编码器，以确保信号读取的准确。特别需要说明的是，并不是接收设备的开关频率越高越好，频率越高，接收设备对信号的频宽开的门就越大，抗干扰问题就越严重了，我曾经接到一个用户的电话，在汽车厂的运动控制系统中，接收的运动控制卡的接收频率是1MHz，什么是角度编码器，其现场的抗干扰问题就困惑了他很长时间。

-从工作原理划分

1) 光电编码器简称光编

工作原理：光编是一种利用光学原理进行测量的设备，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，可用于确定电机轴的旋转和速度。

特点：光编精度优于磁编，具有高分辨率、稳定性强等特点。但由于码盘材质的特殊性以及码盘与探测器距离太近，所以光编内部必须保证无尘环境。

适合工况：适用于对位置和速度要求较高的应用场景，比如有轨迹要求的精密雕刻、快速模切、高速旋转、高精度测量等。值得注意的是，光编价格较高，不太适合低成本应用。

2) 磁性编码器简称磁编

工作原理：磁编是近年来才逐渐大规模使用的类型，它是一种利用磁场原理进行测量的设备，包括一个磁场发生器和磁敏元件。主要是在电机轴上安装一块磁铁，磁铁跟随电机轴一起旋转，然后在后端盖上安装一块电路板，光栅角度编码器，电路板中间有一个磁场感应芯片，能够测量出磁场的角度，从而判定出电机轴的旋转角度、角速度。

特点：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，非常适合恶劣环境。但是磁编响应速度较慢，不能胜任高速运动负载的位置反馈，同时磁干扰会对磁编造成影响，所以磁编的分辨率和精度相对较低。

适合工况：适用于汽车电子、物料搬运/分拣、AGV车轮、输送带传输、工业控制等对位置和速度要求不那么严格的应用场景。同时，磁编价格相对较低，较高。

磁性编码器是近年发展起来的一种新型电磁敏感元件，它是随着光学编码器的发展而发展起来的。光学编码器的主要优点是对潮湿气体和污染敏感，但可靠性差，旋转角度编码器，而磁性编码器不易受尘埃和结露影响，同时其结构简单紧凑，可高速运转，响应速度快（达500～700kHz），体积比光学式编码器小，而成本更低，且易将多个元件地排列组合，比用光学元件和半导体磁敏元件更容易构成新功能器件和多功能器件。在高速度、高精度、小型化、长寿命的要求下，在激烈的市场竞争中，磁性编码器以其突出特点而独具优势，成为发展高技术产品的关键之一。

磁性编码器原理是通过磁力形成脉冲列，产生信号，其特征为将未硫化的橡胶中混合稀土类磁性粉末形成磁性橡胶坯子，硫化粘附在加强环（1）上，形成磁性橡胶环（2），在该磁性橡胶环上以圆周状交替着磁，产生S极和N极。同时采用新型的SMR（磁敏电阻）或霍尔效应传感器作为敏感元件，信号可靠。此外，采用双层布线工艺，还能使磁性编码器不仅具有一般编码器仅有的增量信号及增量信号和指数信号输出，还具有信号输出功能。所以，尽管目前约占90%的编码器均为光学编码器，但毫无疑问，在未来的运动控制系统中，磁性编码器的用量将逐渐增多。