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编码器（encoder）在工业领域中，是指将位移转换成数字信号的传感器设备。编码器用于检测机械运动的速度、位置、角度、距离或计数，把角位移或直线位移转换成电信号。编码器特别是旋转编码器被广泛应用于机床、材料加工、电机反馈系统以及测量和控制设备等，如伺服电机需要配备编码器实现换相、速度及位置检测。
编码器有很多种，根据其刻度方法及信号输出原理，可分为增量编码器、值编码器以及混合式三种，对于值型编码器，还可再细分为单圈值编码器和多圈值编码器。
根据检测原理，编码器可分为光电编码器、磁性编码器，以及感应式和电容式。
按照编码器的安装形式，可分为实心轴和空心轴，其中空心轴又可细分为轴套型和通孔轴。
按照编码器的使用环境，可以分为工业负载型，重载型和防爆类型等。
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常用不同类型编码器的特点：
增量式编码器
优势：原理构造简单，机械平均寿命可在几万小时以上，可靠性高，适合于长距离传输。
劣势：只能输出相对位置，不能输出轴的位置，断电数据丢失。
值编码器
优势：无需记忆、无需找参考点、抗干扰特性、数据的可靠性、更高的分辨率、快速启动速度、多轴的运动控制、多种通信协议。
劣势：安装调试难度偏高。
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光电编码器
优势：体积小，精密，本身分辨度可以很高，无接触无磨损；寿命长，安装简便，接口形式丰富，价格合理。同一品种既可检测角度位移，又可在机械转换装置帮助下检测直线位移；多圈光电编码器可以检测相当长量程的直线位移。
劣势：对户外及恶劣环境下使用提出较高的防护要求；测量直线位移需依赖机械装置转换，需消除机械间隙带来的误差；检测轨道运行物体易导致滑差。 
磁性编码器
优势：结构简单、抗恶劣环境、响应频率宽、易实现位置输出、较低成本。
劣势：精度要求不能过高。
中空轴编码器
紧凑，方便调节，适应多种应用场合。中空轴型编码器的轴径尺寸适应于电机的伸出轴，并且可通过弹簧片来灵活调节位置。安装的时候不需要额外的零件导致安装尺寸的增加。方便调节位置并且吸收负载的振动和冲击。
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实心轴编码器
安装的时候需使用弹性联轴器，实心轴编码器的运行对于轴的对齐精度要求比较高。
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光电编码器技术
常用的光电式编码器为增量光电编码器，亦称光电码盘、光电脉冲发生器、光电脉冲编码器等，它把机械转角变成电脉冲，是数控机床上常用的一种角位移检测元件，也可用于角速度检测。从名字我们能知道，光电编码器是通过光线来检测位置信号的。一个光电编码器主要包含四种原件：
  ?  光源（通常为LED）
  ?  传感器
  ?  可旋转的码盘
  ?  遮光掩码盘
在与被测轴同心的码盘上刻制了按一定编码规则形成的遮光和透光的轨道。码盘的一边是发光LED，另一边则是接收光线的传感器。码盘随着被测轴的转动使得透过码盘的光束产生间断，通过光电器件的接收和电路的处理，产生特定电信号的输出，再经过数字处理可计算出位置和速度信息。
在光电编码器中每个传感器用于一路信号的检测。一条码道可以配合两个传感器进行检测，这两个传感器检测出来的信号会有一定的相位偏差。从这组带相位差的信号我们可以得到更多的信息比如旋转方向。如果我们需要零位信号用于脉冲计数的校正，通常码盘上还会有另一条轨道用于产生零位信号。
采用光学相位阵技术的光电编码器比传统的设计更加可靠。光学相位阵技术的原理是采集多路信号的平均值作为一路信号，所以带来的好处是采集的信号更加稳定可靠，适合应用在一些更复杂的环境当中，例如采矿，重型机械等。因为在这些环境中振动和冲击会影响传统编码器的信号采集。另外采用光学相位阵技术的编码器在安装精度上的要求也比传统光学编码器要低。
光电编码器的测量精度
光电编码器的测量精度取决于它所能分辨的zui小角度，而这与码盘圆周的条纹数有关，即分辨角α＝360°/狭缝数。如条纹数为1024，则分辨角α＝360°/1024＝0.352°。光电编码器的输出信号A、和B、为差动信号。差动信号大大提高了传输的抗干扰能力。在数控系统中，常对上述信号进行倍频处理，以进一步提高分辨力。例如，配置2000脉冲／r光电编码器的伺服电动机直接驱动8mm螺距的滚珠丝杠，经数控系统4倍频处理后，相当于8000脉冲／r的角度分辨力，对应工作台的直线分辨力由倍频前的0.004mm提高到0.001mrn。光电式编码器的优点是没有接触磨损，码盘寿命长，允许转速高，而且zui外圈每片宽度可做得很小，因而精度高。缺点是结构复杂，价格相对要高，光源寿命偏短。
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增量式光电编码器按每转发出的脉冲数的多少来分有多种型号，比如数控机床zui常用的如下表所列，根据数控机床丝杠螺距来选用。

为了适应高速、高精度数字伺服系统的需要，先后又发展了高分辨率的光电脉冲编码器。现在已有使用每转发出10万乃至几百万个脉冲的编码器，该类光电脉冲编码器装置内部应用了微处理器。

光学编码器通过特殊的设计可以达到非常高的精度，单圈分辨率也可以超过4百万个脉冲。这些优势使得光学编码器在很多对分辨率要求很高的场合占有一席之地，例如：电脑的鼠标，复印机或是医疗机械。通过光学相位阵技术的应用，光电编码器也可以在更恶劣的环境中使用，例如塔基。
尽管在一些恶劣的环境下我们可能会考虑磁性编码器，但我们需要考虑一个问题：究竟是光电编码器的精度和分辨率对我们的系统更重要，还是磁性编码器的可靠性更重要。
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