在現場(chǎng)的(de)工業控制中，經常要使用(yòng)到編碼器。什(shén)麽是編碼器？它又是如何工作的(de)呢(ne)？今天這(zhè)篇文章(zhāng)我們就來(lái)聊聊編碼器的(de)工作原理(lǐ)并詳細討(tǎo)論下(xià)增量型編碼器。

編碼器，英文名稱“encoder”，它是一種能把距離（直線位移）和(hé)角度（角位移）轉換成電信号并輸出的(de)傳感器。編碼器通(tōng)常用(yòng)于工業的(de)運動控制中，用(yòng)于測量并反饋被測物(wù)體的(de)位置和(hé)狀态，如機床、機器人(rén)、電機反饋系統以及測量和(hé)控制設備等。

根據工作原理(lǐ)的(de)不同，編碼器可(kě)分(fēn)爲光(guāng)電編碼器（optical encoder）、磁性編碼器（magnetic encoder）、電感式編碼器（inductive encoder）和(hé)電容式編碼（capacitive encoder）等等，使用(yòng)最多(duō)的(de)是光(guāng)電編碼器。

光(guāng)電編碼器（optical encoder）的(de)組成包括：連接軸（Shaft），碼盤（Code disk），光(guāng)源（Light Source），輸出電路（Output circuit）及外殼和(hé)連接法蘭等，如下(xià)圖：

連接軸與碼盤相連，并與被測物(wù)體相連，随著(zhe)被測物(wù)體（如電機）的(de)轉動，碼盤也(yě)跟著(zhe)轉動，通(tōng)過碼盤的(de)光(guāng)會發生明(míng)暗相間的(de)變化(huà)，接收端的(de)光(guāng)敏元件會檢測到這(zhè)種變化(huà)，并轉化(huà)成電信号進行輸出。

根據碼盤結構的(de)不同，編碼器又可(kě)以分(fēn)爲增量型編碼器和(hé)絕對(duì)編碼器，這(zhè)篇文章(zhāng)我們主要討(tǎo)論增量型編碼器。

增量型編碼器，英文名稱“Incremental encoder”，它的(de)碼盤被分(fēn)成大(dà)小相等的(de)明(míng)暗相間的(de)光(guāng)栅，随著(zhe)碼盤的(de)轉動，接收端會檢測到光(guāng)的(de)0和(hé)1的(de)變化(huà)，并轉換成電信号脈沖向外輸出。通(tōng)過對(duì)脈沖的(de)計數，就能确定位移的(de)大(dà)小，如下(xià)圖：

爲了(le)區(qū)分(fēn)正反轉及檢測零點，實際使用(yòng)的(de)碼盤比上圖要複雜(zá)些，通(tōng)常包括三個(gè)部分(fēn)：A相，B相和(hé)Z相，A相與B相相差1/4周期（相位差90度），可(kě)以用(yòng)來(lái)區(qū)分(fēn)正轉還(hái)是反轉；Z相爲單圈脈沖，碼盤轉一圈産生一次，可(kě)以用(yòng)作編碼器的(de)參考零位，如下(xià)圖：

增量型編碼器的(de)輸出波形如下(xià)圖：

由于采用(yòng)脈沖計數的(de)方式，增量型編碼器在測量前必須先尋找參考零位，因此它的(de)測量結果是相對(duì)的(de)。另外增量型編碼器的(de)數據斷電後會丢失。