编码器基础知识

经验表明，即使在霜雪、露凝、光射、油腻和溅水等恶劣环境条件下，磁性编码器也能可靠地检测工作。通过磁性传感器元件的适配选择和布置，可提供允许外部磁场同时存在的功能。

一个简单的编码（类型区分）可以通过（光线或阴影、北磁极或南磁极等）达到。许多相同和不同的此类编码的组成形成磁尺刻度，传感器元件将所得到的物理参数转换为电子信号，其电子输出信号通过检测电子设备（传感器元件和其他连接电器）调制得成。

另一个区别是编码器的检测方式分类：增量式或绝对式。
增量式：来自拉丁语 = 计数。编码器随后的或评估的电子设备通过检测计数所形成 脉冲以确定准确位置，其系统无法检测调整断电状态带来的后果影响，所属磁尺刻度 通常由一个周期式的划分形式组成。
绝对式：位置值谁时谁地立即显示（即使在无运动和重新启动的情况下），并始终有 效。在磁尺刻度上的每个位置值都是独立示值且唯一存在的编码。

输出信号： 增量式旋转编码器通常使用两个偏移 90° 的长方波信号（正方波信号）。 电波强度通常基于 RS232 标准、TTL 或Push-Pull 波形放大方式，为了达到更好的信号传输可靠性，其信号通常以差分传输方式生成，或提供差分正弦或差分余弦信号，由此可提供通过计算中间值（插值）来达到更高分辨率的优势，并同时降低了信号传输的频率。 为了使增量旋转编码器提供达“tf” 精度等级的位置值，需要检测输出一个附加的基准参考信号。

绝对式旋转编码器：通常，具备对单个信号进行评估的功能已经显示旋转编码器中存 在智能功能（μC，ASIC），这使不同的信号传输方式成为可能。

示例：

• 基于工业以太网的现场总线：Profinet、PowerLink、EtherCAT、EtherNet/IP……
• Profibus 程序总线网络
• CANopen, CANopen Safety, SAEJ1939
• SSI、BISS
• ...

多圈绝对式旋转编码器：通过安装在编码器轴上的磁尺刻度与相应测量电子设备的组合，已明确显示转动一圈的准确位置，其位置值会随着继续的每转重复显示，其准确的测量范围以机械方式覆盖 360°，这被称为“单圈编码器”。 如果将其功能原理扩展到整个需检测参数组块和所需相应转数，就得到一个所谓的“多圈编码器”。

为了实现其“多圈功能”，基本上通过 3 种方式：：

• 通过驱动器安装附加的传感器和机械装置，以达到可检测多达 65536 转范围内的参 数组
• 使用电池达到 tf” 转数计数器的永久运行
• 通过“Energy Harvest 能量收集模块”，实现计数脉冲的检测、加减计数器的运行以 及位置值的非易失性存储。Energy Harvest 从环境中收集能量（借助振动、温差、压 力、运动等能源），一个著名的代表是Wiegand 韦根传感器

功能运行可靠性：编码器在机器运行中具有核心任务。 停止给于或不精确的位置值可能会带来致命的后果，尤其是在自动运行轴使用中。 正因如此，对编码器的功能要求非常高， 为了达到具备能检测出错误的功能和相应检测能力强度以及能将其继续进行安全传输的功能等，需要采取额外措施。 一种是，例如，冗余式传感器系统，为了提供更多的附加安全功能，工艺过程达到符合 EN ISO 13849 标准或 IEC 61508 标准。

根据类型所具备的性能等级 (PL) 或 SIL 等级等关键指标，组合其他指标（MTBF、DC、PFh...），确保达到编码器的功能能力和安全可靠的运行。 位置和速度值的精确可靠传输，可通过独特记录工作（如 CANopen-safety ）得到保障。SIKO 编码器贯常用于工业应用和机械制造工程应用中。SIKO 专门致力于开发用于移动机械自动化的特殊编码器和传感器方面的解决方案。