從增量式編碼器到值編碼器

　　增量值旋轉編碼器，也叫圓光柵、脈沖碼盤，從這些名稱可以知道，它是圓形的光柵刻線碼盤，旋轉后通過光通量的明暗變化，產生脈沖，通過外部設備的計數(shù)脈沖，來增量地加（或減）脈沖數(shù)而測得旋轉的角度。例如，圓光柵每周刻有360條刻線，每個刻線產生的一個脈沖就相當于1度，測得脈沖累計增加30個，就是正向旋轉了30度。
　　
　　實際上讀取這些刻線的光眼有兩個（或有四個），兩個光眼各自輸出A相與B相，用以判斷刻線是從哪個方向過來的，是A提前于B，還是B提前于A，就像人的左右眼，從而知道編碼器的旋轉方向，這樣，判斷脈沖的計數(shù)是增還是減，從而獲得真實的旋轉角度。
　　
　　在實際使用中，A相與B相的位置相差1/4個脈沖周期，這樣，從正方向過來是1/4周期差，而從反方向過來就是3/4，可用于判斷旋轉方向。如果以一個脈沖周期為360度“相位”角，這樣的1/4就是90度相位差，而3/4就是270度相位差。另外，旋轉編碼器每圈還有一個單獨的刻線，相當于零位（Zero），也稱為Z相，用于讀取每周的起始點。
　　
　　這些圓光柵碼盤，zui早是由圓金屬片刻蝕獲得，而金屬刻蝕精度有限，轉而用玻璃鍍膜刻蝕，玻璃碼盤的精度是zui高的，但易碎。對于一些經濟型的編碼器，也有用塑料菲林做的，近期有新技術用樹脂材料，與玻璃碼盤一樣的加工工藝，可在較高精度與穩(wěn)定性的情況下，而相比玻璃碼盤不易損壞，這可能是大工業(yè)批量化生產的趨勢。
　　
　　旋轉增量式編碼器以轉動時輸出脈沖，通過計數(shù)設備來知道其位置，當編碼器不動或停電時，依靠計數(shù)設備的內部記憶來記住位置。這樣，當停電后，編碼器不能有任何的移動，當來電工作時，編碼器輸出脈沖過程中，也不能有干擾而丟失脈沖，不然，計數(shù)設備記憶的零點就會偏移，而且這種偏移的量是無從知道的，只有錯誤的生產結果出現(xiàn)后才能知道。實際上，工業(yè)控制由于使用的設備越來越多，干擾信號越來越多而且越來越復雜，對于增量信號更多的是干擾信號對于脈沖的多計與漏計無從判斷，造成累計誤差。
　　
　　解決的方法是增加外部參考點，編碼器每經過參考點，將參考位置修正進計數(shù)設備的記憶位置。在參考點以前，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，開機找零等方法。
　　
　　這樣的方法對有些工控項目比較麻煩，甚至不允許開機找零（開機后就要知道準確位置），有些是連續(xù)工作而不允許經常去找零的，于是就有了值編碼器的出現(xiàn)。
　　
　　編碼器光碼盤上有許多道由里至外的刻線碼道，每道刻線依次以2線、4線、8線、16線。。。。。。編排，這樣，在編碼器的每一個位置，通過n個光眼讀取每道刻線的通、暗，獲得一組從2的零次方到2的n-1次方變化的*的2進制編碼（格雷碼），這就稱為n位編碼器。這樣的編碼器是由碼盤的機械位置決定的，每個位置的編碼是*、的，所以稱為值編碼器。它不受停電、干擾的影響。
　　
　　值編碼器由機械位置決定的每個位置的*性，它無需記憶，無需找參考點，而且不用一直計數(shù)，什么時候需要知道位置，什么時候就可以去讀取它的位置。這樣，編碼器的抗干擾特性、數(shù)據(jù)的可靠性大大提高了。
　　
　　從單圈式編碼器到多圈式編碼器
　　
　　旋轉單圈值編碼器，以轉動中測量光碼盤各碼道刻線，以獲取*的一組編碼，當轉動超過360度時，編碼又回到原點，這樣就不符合編碼*的原則，這樣的編碼器只能用于旋轉范圍360度以內的測量，稱為單圈式編碼器。
　　
　　如果要測量旋轉超過360度范圍，就要用到多圈式編碼器。
　　
　　早先的多圈計算，是每轉超過360度，在計數(shù)器內增加一個圈數(shù)計數(shù)（計圈的方法類似于增量編碼器），但這種方法在編碼器如停在360度附近停電或受干擾就很危險，有可能漏過了計圈而編碼相差一圈，也有用編碼器內置電池來計圈的，但電池的壽命、振動接觸、低溫失效等問題，仍然是危險的。有些電池以間隙式工作來延長壽命，但間隙式工作對于編碼器轉動的速度就有限制。這些方法，對于多圈的使用，是有很大風險的。
　　
　　真實多圈值編碼器：編碼器生產廠家運用鐘表齒輪機械的原理，增加了一組機械齒輪組碼盤，當中心碼盤旋轉時，通過齒輪傳動另一組齒輪碼盤（或多組齒輪，多組碼盤），在單圈編碼的基礎上再增加圈數(shù)的編碼，以擴大編碼器的測量范圍，這樣的編碼器就稱為真實多圈值編碼器，對于多圈的數(shù)值，同樣是由機械位置確定編碼，每個位置編碼*不重復，而無需記憶。
　　
　　多圈編碼器另一個優(yōu)點是由于測量范圍大，實際使用往往富裕較多，這樣在安裝時不必要費勁找零點，將某一中間位置作為起始點就可以了，而大大簡化了安裝調試難度。
　　
　　過去，值齒輪組真多圈編碼器主要有歐美編碼器廠家生產，而現(xiàn)在，上海精浦機電有限公司也已經能夠生產具有自主知識產權的值齒輪組真多圈編碼器了，實現(xiàn)了該產品的MadeinChina!
　　
　　真實多圈值編碼器在長度定位方面的優(yōu)勢明顯，尤其是可靠性方面*，已經越來越多地應用于工控定位中。