德國TR編碼器的工作原理是怎樣的？

德國TR編碼器的工作原理是怎樣的？

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編碼器的工作原理：

由一個(gè)中心有軸的光電碼盤(pán)，其上有環(huán)形通、暗的刻線(xiàn)，有光電發(fā)射和接收器件讀取，獲得四組正弦波信號組合成A、B、C、D,每個(gè)正弦波相差90度相位差（相對于一個(gè)周波為360度），將C、D信號反向，疊加在A(yíng)、B兩相上，可增強穩定信號；另每轉輸出一個(gè)Z相脈沖以代表零位參考位。

由于A(yíng)、B兩相相差90度，可通過(guò)比較A相在前還是B相在前，以判別編碼器的正轉與反轉，通過(guò)零位脈沖，可獲得編碼器的零位參考位。

注意事項：

1、編碼器本身故障：是指編碼器本身元器件出現故障，導致其不能產(chǎn)生和輸出正確的波形。這種情況下需更換編碼器或維修其內部器件。

2、編碼器連接電纜故障：這種故障出現的幾率 最高，維修中經(jīng)常遇到，應是優(yōu)先考慮的因素。通常為編碼器電纜斷路、短路或接觸不良，這時(shí)需更換電纜或接頭。還應特別注意是否是由于電纜固定不緊，造成松動(dòng)引起開(kāi)焊或斷路，這時(shí)需卡緊電纜。

3、編碼器+5V電源下降：是指+5V電源過(guò)低， 通常不能低于4.75V，造成過(guò)低的原因是供電電源故障或電源傳送電纜阻值偏大而引起損耗，這時(shí)需檢修電源或更換電纜。

4、絕對式編碼器電池電壓下降：這種故障通常有含義明確的報警，這時(shí)需更換電池，如果參考點(diǎn)位置記憶丟失，還須執行重回參考點(diǎn)操作。

5、編碼器電纜屏蔽線(xiàn)未接或脫落：這會(huì )引入干擾信號，使波形不穩定，影響通信的準確性，必須保證屏蔽線(xiàn)可靠的焊接及接地。

6、編碼器安裝松動(dòng)：這種故障會(huì )影響位置控制 精度，造成停止和移動(dòng)中位置偏差量超差，甚至剛一開(kāi)機即產(chǎn)生伺服系統過(guò)載報警，請特別注意。

7、光柵污染 這會(huì )使信號輸出幅度下降，必須用脫脂棉沾*輕輕擦除油污。

編碼器具體是怎么工作的

編碼器（encoder）是將物理信號編制、轉換為可用以通訊、傳輸和存儲的信號的一種設備。應用于速度控制或位置控制系統的檢測元件。

編碼器是把角位移或直線(xiàn)位移轉換成電信號的一種裝置。前者成為碼盤(pán)，后者稱(chēng)碼尺。

旋轉編碼器是用來(lái)測量轉速的裝置。它分為單路輸出和雙路輸出兩種。技術(shù)參數主要有每轉脈沖數（幾十個(gè)到幾千個(gè)都有），和供電電壓等。單路輸出是指旋轉編碼器的輸出是一組脈沖，而雙路輸出的旋轉編碼器輸出兩組相位差90度的脈沖，通過(guò)這兩組脈沖不僅可以測量轉速，還可以判斷旋轉的方向。

增量型編碼器 (旋轉型) 工作原理:

由一個(gè)中心有軸的光電碼盤(pán)，其上有環(huán)形通、暗的刻線(xiàn)，有光電發(fā)射和接收器件讀取,獲得四組正弦波信號組合成A、B、C、D,每個(gè)正弦波相差90度相位差（相對于一個(gè)周波為360度），將C、D信號反向，疊加在A(yíng)、B兩相上，可增強穩定信號；另每轉輸出一個(gè)Z相脈沖以代表零位參考位。

由于A(yíng)、B兩相相差90度，可通過(guò)比較A相在前還是B相在前，以判別編碼器的正轉與反轉，通過(guò)零位脈沖，可獲得編碼器的零位參考位。

編碼器碼盤(pán)的材料有玻璃、金屬、塑料，玻璃碼盤(pán)是在玻璃上沉積很薄的刻線(xiàn)，其熱穩定性好，精度高，金屬碼盤(pán)直接以通和不通刻線(xiàn)，不易碎，但由于金屬有一定的厚度，精度就有限制，其熱穩定性就要比玻璃的差一個(gè)數量級，塑料碼盤(pán)是經(jīng)濟型的，其成本低，但精度、熱穩定性、壽命均要差一些。

分辨率—編碼器以每旋轉360度提供多少的通或暗刻線(xiàn)稱(chēng)為分辨率，也稱(chēng)解析分度、或直接稱(chēng)多少線(xiàn)，一般在每轉分度5~10000線(xiàn)。

信號輸出:

信號輸出有正弦波（電流或電壓）,方波（TTL、HTL）,集電極開(kāi)路（PNP、NPN）,推拉式多種形式，其中TTL為長(cháng)線(xiàn)差分驅動(dòng)（對稱(chēng)A,A-;B,B-;Z,Z-）,HTL也稱(chēng)推拉式、推挽式輸出，編碼器的信號接收設備接口應與編碼器對應。

信號連接—編碼器的脈沖信號一般連接計數器、PLC、計算機，PLC和計算機連接的模塊有低速模塊與高速模塊之分，開(kāi)關(guān)頻率有低有高。

如單相聯(lián)接，用于單方向計數，單方向測速。

A.B兩相聯(lián)接，用于正反向計數、判斷正反向和測速。

A、B、Z三相聯(lián)接，用于帶參考位修正的位置測量。

A、A-，B、B-，Z、Z-連接，由于帶有對稱(chēng)負信號的連接，電流對于電纜貢獻的電磁場(chǎng)為0，衰減最小，抗干擾最佳，可傳輸較遠的距離。

對于TTL的帶有對稱(chēng)負信號輸出的編碼器，信號傳輸距離可達150米。

對于HTL的帶有對稱(chēng)負信號輸出的編碼器，信號傳輸距離可達300米。

1、按照讀出方式編碼器可以分為接觸式和非接觸式兩種．接觸式采用電刷輸出，一電刷接觸導電區或絕緣區來(lái)表示代碼的狀態(tài)是“1"還是“0"；非接觸式的接受敏感元件是光敏元件或磁敏元件，采用光敏元件時(shí)以透光區和不透光區來(lái)表示代碼的狀態(tài)是“1"還是“0"。

2、按照工作原理編碼器可分為增量式和絕對式兩類(lèi)。

增量式編碼器是將位移轉換成周期性的電信號，再把這個(gè)電信號轉變成計數脈沖，用脈沖的個(gè)數表示位移的大小。絕對式編碼器的每一個(gè)位置對應一個(gè)確定的數字碼，因此它的示值只與測量的起始和終止位置有關(guān)，而與測量的中間過(guò)程無(wú)關(guān)。

旋轉增量式編碼器以轉動(dòng)時(shí)輸出脈沖，通過(guò)計數設備來(lái)知道其位置，當編碼器不動(dòng)或停電時(shí)，依靠計數設備的內部記憶來(lái)記住位置。這樣，當停電后，編碼器不能有任何的移動(dòng)，當來(lái)電工作時(shí)，編碼器輸出脈沖過(guò)程中，也不能有干擾而丟失脈沖，不然，計數設備記憶的零點(diǎn)就會(huì )偏移，而且這種偏移的量是無(wú)從知道的，只有錯誤的生產(chǎn)結果出現后才能知道。

解決的方法是增加參考點(diǎn)，編碼器每經(jīng)過(guò)參考點(diǎn)，將參考位置修正進(jìn)計數設備的記憶位置。在參考點(diǎn)以前，是不能保證位置的準確性的。為此，在工控中就有每次操作先找參考點(diǎn)，開(kāi)機找零等方法。

比如，打印機掃描儀的定位就是用的增量式編碼器原理，每次開(kāi)機，我們都能聽(tīng)到噼哩啪啦的一陣響，它在找參考零點(diǎn)，然后才工作。

這樣的方法對有些工控項目比較麻煩，甚至不允許開(kāi)機找零（開(kāi)機后就要知道準確位置），于是就有了絕對編碼器的出現。

絕對型旋轉光電編碼器，因其每一個(gè)位置絕對一、抗干擾、無(wú)需掉電記憶，已經(jīng)越來(lái)越廣泛地應用于各種工業(yè)系統中的角度、長(cháng)度測量和定位控制。

絕對編碼器光碼盤(pán)上有許多道刻線(xiàn)，每道刻線(xiàn)依次以2線(xiàn)、4線(xiàn)、8線(xiàn)、16線(xiàn)。。。。。。編排，這樣，在編碼器的每一個(gè)位置，通過(guò)讀取每道刻線(xiàn)的通、暗，獲得一組從2的零次方到2的n-1次方的一的2進(jìn)制編碼（格雷碼），這就稱(chēng)為n位絕對編碼器。這樣的編碼器是由碼盤(pán)的機械位置決定的，它不受停電、干擾的影響。

絕對編碼器由機械位置決定的每個(gè)位置的一性，它無(wú)需記憶，無(wú)需找參考點(diǎn)，而且不用一直計數，什么時(shí)候需要知道位置，什么時(shí)候就去讀取它的位置。這樣，編碼器的抗干擾特性、數據的可靠性大大提高了。

由于絕對編碼器在定位方面明顯地優(yōu)于增量式編碼器，已經(jīng)越來(lái)越多地應用于工控定位中。絕對型編碼器因其高精度，輸出位數較多，如仍用并行輸出，其每一位輸出信號必須確保連接很好，對于較復雜工況還要隔離，連接電纜芯數多，由此帶來(lái)諸多不便和降低可靠性，因此，絕對編碼器在多位數輸出型，一般均選用串行輸出或總線(xiàn)型輸出，德國生產(chǎn)的絕對型編碼器串行輸出用的是SSI（同步串行輸出）。

3、單圈絕對式編碼器和多圈絕對式編碼器

旋轉單圈絕對式編碼器，以轉動(dòng)中測量光碼盤(pán)各道刻線(xiàn)，以獲取一的編碼，當轉動(dòng)超過(guò)360度時(shí)，編碼又回到原點(diǎn)，這樣就不符合絕對編碼一的原則，這樣的編碼器只能用于旋轉范圍360度以?xún)鹊臏y量，稱(chēng)為單圈絕對式編碼器。

如果要測量旋轉超過(guò)360度范圍，就要用到多圈絕對式編碼器。

編碼器生產(chǎn)廠(chǎng)家運用鐘表齒輪機械的原理，當中心碼盤(pán)旋轉時(shí)，通過(guò)齒輪傳動(dòng)另一組碼盤(pán)（或多組齒輪，多組碼盤(pán)），在單圈編碼的基礎上再增加圈數的編碼，以擴大編碼器的測量范圍，這樣的絕對編碼器就稱(chēng)為多圈式絕對編碼器，它同樣是由機械位置確定編碼，每個(gè)位置編碼一不重復，而無(wú)需記憶。

多圈編碼器另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是由于測量范圍大，實(shí)際使用往往富裕較多，這樣在安裝時(shí)不必要費勁找零點(diǎn)，將某一中間位置作為起始點(diǎn)就可以了，而大大簡(jiǎn)化了安裝調試難度。