光學(xué)式、磁性、電容式是工程師可以使用的三種主要編碼器技術(shù)。 但是，為了判斷哪個技術(shù)zui適合zui終的應(yīng)用程序，需要考慮幾個因素。 為了幫助工程師的選定，華爾圣編碼器概述了光學(xué)式、磁性、靜電容量式三種編碼器技術(shù)，簡述了各種技術(shù)的利弊權(quán)衡。

1光學(xué)編碼器

多年來，光學(xué)編碼器一直是運(yùn)動控制應(yīng)用市場上的熱門選擇。 由LED光源(通常是紅外光源)和光檢測器構(gòu)成，兩者分別在編碼器編碼盤的兩側(cè)。 代碼盤由塑料或玻璃制成，上面的間隔排列著一系列透光性和不透光性的線或槽。 當(dāng)代碼盤旋轉(zhuǎn)時，LED的光路被在代碼盤上隔開間隔排列的線或槽遮斷，生成兩個典型的方波a和b的正交脈沖，可以用于決定軸的旋轉(zhuǎn)和速度。

光學(xué)編碼器的典型a和b正交脈沖(包括索引脈沖)

光學(xué)編碼器被廣泛使用，但有一些缺點(diǎn)。 在工業(yè)應(yīng)用等塵埃和污垢較多的環(huán)境中，污染物堆積在代碼盤上，阻礙LED光透過光學(xué)傳感器。 受污染的代碼盤可能會不連續(xù)或完全丟失方波，因此嚴(yán)重影響光學(xué)編碼器的可靠性和精度。 LED的壽命有限，zui終總是燒毀，會導(dǎo)致編碼器故障。 另外，玻璃和塑料編碼盤容易在振動和ji端溫度下破損，因此光學(xué)編碼器的適用范圍受到限制，在惡劣環(huán)境下使用。 把它組裝到電動機(jī)中不僅需要時間，而且污染的風(fēng)險也很高。 zui后，如果光學(xué)編碼器的分辨率高，將消耗100mA以上的電流，進(jìn)一步影響其在移動設(shè)備和電池電源設(shè)備中的應(yīng)用。

雙磁編碼器

磁編碼器的結(jié)構(gòu)與光學(xué)編碼器類似，但利用的是磁場而不是光束。 磁編碼器使用磁盤代替帶槽的光電編碼盤，在磁盤上具有隔開間隔排列的磁極，在霍爾效應(yīng)傳感器或磁阻傳感器的列中旋轉(zhuǎn)。 代碼盤旋轉(zhuǎn)時，這些傳感器響應(yīng)，生成的信號被傳輸?shù)叫盘栒{(diào)整前端電路，決定軸的位置。 磁編碼器的優(yōu)點(diǎn)比光學(xué)編碼器更耐用、耐振性、耐沖擊性。 此外，有灰塵、污垢、油污等污染物時，光學(xué)編碼器的性能會大幅打折，但磁性編碼器不受影響，因此zui適合在惡劣環(huán)境下使用。 但是，來自電機(jī)(特別是步進(jìn)電機(jī))的電磁干擾對磁編碼器有很大的影響，也會因溫度變化而產(chǎn)生位置偏移。 另外，磁編碼器的分辨率和精度相對較低，在這一點(diǎn)上遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如光學(xué)電容式編碼器。

3靜電電容式編碼器

電容式編碼器主要由轉(zhuǎn)子、固定發(fā)射機(jī)、固定接收機(jī)三部分組成。 靜電電容感應(yīng)使用條紋狀或線狀的條紋，一極位于固定元件上，另一極位于可動元件上構(gòu)成可變電容器，作為一對接收機(jī)/發(fā)送機(jī)配置。 轉(zhuǎn)子上蝕刻了正弦波的紋路，隨著電機(jī)軸的旋轉(zhuǎn)，該紋路產(chǎn)生特殊且可預(yù)測的信號。 然后，該信號經(jīng)過編碼器的板載ASIC變換，計算軸的位置和旋轉(zhuǎn)方向。