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旋转编码器的工作原理及安装注意事项解析

旋转编码器，作为一种光电式旋转测量装置，能够直接将被测角位移转化为数字信号，即高速脉冲信号。这种设备在多个领域都有广泛的应用，包括机床、电梯、伺服电机配套以及纺织、包装、印刷和起重机械等。

旋转编码器的工作原理可概括为增量式和绝对式两大类。增量式编码器通过将位移转换为周期性电信号，再进一步转化为计数脉冲，从而以脉冲数量表示位移大小。而绝对式编码器则更为直接，其每个位置都对应一个独特的数字码，因此，其显示值仅与测量的起始和终止位置相关，而与中间过程无关。

这两种类型的编码器在应用中各有千秋。增量型编码器的位置是通过从零位标记开始的脉冲数量来确定的，而绝对型编码器的位置则由输出代码的读数唯一确定。在一整圈的旋转中，每个位置的输出代码读数都是独一无二的。这种特性使得绝对型编码器在电源断开后，仍然能保持当前的位置信息，一旦电源再次接通，位置读数依旧有效，无需重新寻找零位标记，这与增量型编码器形成鲜明对比。

接下来，我们将深入探讨旋转编码器的结构原理。

请注意，光敏元件，通常由极管组成，是旋转编码器中的关键部件之一。

1、(2)

接下来，我们将深入探讨旋转编码器的结构原理。

在旋转编码器中，光敏元件，常常由光敏二极管等构成，扮演着至关重要的角色。这些光敏元件负责将光信号转换为电信号，从而实现对角位移的精确测量。

B图展示了旋转编码器与变频器的接线方式。

C图（增量型编码器）

D图（绝对型）

E图（接线示例）

F图（实际应用）

D图展示了绝对型编码器的特点。

我们日常工作中常用的是增量型编码器。这种编码器可以将旋转时产生的脉冲信号直接传送给PLC，然后通过PLC的高精度计数器对这些脉冲信号进行计数，从而得出精确的测量结果。而这里提到的确定零位功能，正是增量型编码器所具备的。

2、编码器轴转动找零：

在安装时，需将编码器的转轴对准零位，以确定初始位置。这种方法常用于增量值与单圈绝对值的编码器，以及轴套型编码器。然而，其缺点在于零点定位相对困难，且精度有待提高。

3、编码器外壳旋转找零：

针对某些紧凑型同步法兰或伺服法兰的外壳，可以通过旋转编码器的外壳来设定零位。

4、通电移动安装机械对零：

将安装的机械部件通电后，移动至与编码器零位相对应的位置进行安装。

5、偏置计算：

这种方法无需机械和编码器找零，而是通过计算编码器读数与实际位置的偏差，得出偏置量。在读取编码器数值时，减去这个偏置量即可得到准确的位置值。此方法适用于增量值编码器，且精度较高的编码器或量程较大的绝对值多圈编码器常采用此法。

6、智能化外部置零：

某些具备智能化功能的编码器提供了外部置零功能，如通过编码器附带的按键或外接软件进行设置。

7、绝对值编码器的零位问题：

需注意，绝对值编码器的零位下方即为编码的循环最大值。在置零后，若向下移动或过冲，数据可能突然跳至最大值，特别是在高位数的绝对值多圈编码器中，数据可能超出设定范围。此外，还需考虑旋转方向的问题，以确保数据不会发生跳变。

8、最佳置位方法：

建议预先设定一个非零位置（考虑下滑或过冲的余量），并结合旋转方向和偏置计算进行置位。另一种方法是置“中”，即设定中点值为偏置量，这样在触发置位线与电源正极后，编码器输出的即为中点位置，确保在+/-半全程的行程范围内不会经过零点跳变。

1、按码盘的刻孔方式分类，编码器可分为增量型和绝对值型。

增量型编码器每转过单位角度会发出一个脉冲信号，也有发正余弦信号进行细分的情况。其输出通常包括A相、B相和Z相，A相、B相为相互延迟1/4周期的脉冲输出，通过延迟关系可区分正反转，并可通过取A相、B相的上升和下降沿进行2或4倍频。Z相为单圈脉冲，即每圈发出一个脉冲。而绝对值型编码器则对应一圈发出一个唯一与该角度对应的二进制数值，通过外部记圈器件可进行多个位置的记录和测量。

2、在编码器与PLC的连接中，A相、B相和Z相分别对应PLC的X0、X1和X2输入口，同时需要+24V电源供电，COM口为-24V。

需要注意的是，供电电压可以是DC-5V或DC-24V，具体根据实际需求选择。

9、编码器本身故障：

这通常意味着编码器内部的元器件出现了问题，导致其无法产生或输出正确的波形。在这种情况下，可能需要更换编码器或对其内部器件进行维修。

10、编码器连接电缆故障：

这是维修中经常遇到的问题，通常表现为电缆断路、短路或接触不良。为了解决这个问题，需要更换受损的电缆或接头，并确保电缆固定牢固，以防止松动引起的开焊或断路。

11、编码器+5V电源下降：

当+5V电源低于4.75V时，编码器可能无法正常工作。这可能是由于供电电源故障或电源传送电缆阻值过