編碼器（encoder）是將信號（如比特流）或數(shù)據(jù)進行編制、轉(zhuǎn)換為可用以通訊、傳輸和存儲的信號形式的設(shè)備。?編碼器把角位移或直線位移轉(zhuǎn)換成電信號，前者成為碼盤，后者稱碼尺。按照讀出方式編碼器可以分為接觸式和非接觸式兩種。接觸式采用電刷輸出，一電刷接觸導(dǎo)電區(qū)或絕緣區(qū)來表示代碼的狀態(tài)是“1”還是“0”;非接觸式的接受敏感元件是光敏元件或磁敏元件，采用光敏元件時以透光區(qū)和不透光區(qū)來表示代碼的狀態(tài)是“1”還是“0”，通過“1”和“0”的二進制編碼來將采集來的物理信號轉(zhuǎn)換為機器碼可讀取的電信號用以通訊、傳輸和儲存。?
旋轉(zhuǎn)編碼器是用來測量轉(zhuǎn)速的裝置，光電式旋轉(zhuǎn)編碼器通過光電轉(zhuǎn)換，可將輸出軸的角位移、角速度等機械量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電脈沖以數(shù)字量輸出（REP）。它分為單路輸出和雙路輸出兩種。技術(shù)參數(shù)主要有每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)（幾十個到幾千個都有），和供電電壓等。單路輸出是指旋轉(zhuǎn)編碼器的輸出是一組脈沖，而雙路輸出的旋轉(zhuǎn)編碼器輸出兩組A/B相位差90度的脈沖，通過這兩組脈沖不僅可以測量轉(zhuǎn)速，還可以判斷旋轉(zhuǎn)的方向。?
線性編碼器同樣使用磁柵編碼陣列和霍爾編碼陣列協(xié)調(diào)工作，線性編碼器的霍爾編碼陣列叫作“閱讀器”，?磁柵編碼陣列叫作“感應(yīng)標尺”。但是線性編碼器采用的霍爾元件是線性霍爾，當霍爾元件保持一定間隙沿磁柵軸線表面移動時，線性霍爾感測出類似正弦波信號的位移量信息。信號分割器重分正弦波微電流信號，可以得到精度非常高的位置信息。理論上講，只要信號分割器分割的足夠細，系統(tǒng)的分辨率可以非常高。在實際工況下，由于雜散磁場、電磁干擾等因素影響，系統(tǒng)分辨率只能達到0.17毫米的水平。由于霍爾編碼陣列元件工作在線性狀態(tài)，系統(tǒng)受外界溫度、濕度、雜散磁場、電磁干擾等因素的影響比較大。
僅有一路脈沖輸出的編碼器不能確定旋轉(zhuǎn)的角度，所以用處不大。如果使用兩路碼道，其扇區(qū)之間的相位差為90度（如圖2所示），那么通過該正交編碼器的兩路輸出通道就可以確定位置和旋轉(zhuǎn)的方向兩個信息。例如，如果通道A相位超前，碼盤就以順時針旋轉(zhuǎn)。如果通道B相位超前，那么碼盤就是以逆時針旋轉(zhuǎn)。因此，通過監(jiān)控脈沖的數(shù)目和信號A、B之間的相對相位信息，就可以同時獲得旋轉(zhuǎn)的位置和方向信息。
除此之外，有些正交編碼器還包含被稱為零信號或者參考信號的第三個輸出通道。這個通道每旋轉(zhuǎn)一圈輸出一個單脈沖。你可以使用這個單脈沖來精確計算某個參考位置。在絕大多數(shù)編碼器中，這個信號稱為Z軸或者索引。
編碼器原理和位置測量
嚴格來講，編碼器只會告訴你改如何定位，要如何執(zhí)行，是需要靠數(shù)控系統(tǒng)（或者plc之類控制器）控制伺服或者步進電機來實現(xiàn)定位的，編碼器好比人的眼睛，知道電機軸或者負載處于當前某個位置，工業(yè)上用的一般是光電類型編碼器，下邊簡單說明一下。
簡單說下編碼原理和位置測量
光電編碼器是在一個很薄很輕的圓盤子上，通過緊密儀器來腐蝕雕刻了很多條細小的縫，相當于把一個360度，細分成很多等分，比如成1024組，這樣每組之間的角度差是360/1024度=0.3515625度。
然后有個精密的發(fā)光源，安裝在碼盤的一面，碼盤的另外一面，會有個接收器之類的，使用了光敏電阻這些元件加放大和整形電路組成，這樣碼盤轉(zhuǎn)動時候，有縫隙的地方會透光過去，接收器會瞬間收到光脈沖，經(jīng)過電路處理后，輸出一個電脈沖信號，這樣碼盤旋轉(zhuǎn)了一周，會對應(yīng)輸出1024個脈沖，第一個脈沖位置如果是0，第二個脈沖位置就是0.3515625°，第三個脈沖位置是0.3515625°*2，以此類推，這樣只要有儀器能讀到脈沖個數(shù)，就可以知道碼盤對應(yīng)在什么位置了，如果把編碼器安裝到電機的軸上，電機軸和碼盤是剛性連接，兩者的位置關(guān)系會一一對應(yīng)，通過讀編碼器脈沖，就可以知道電機的軸位置。
而電機軸，比如會通過同步帶，齒輪，鏈條等帶動一些負載，比如控制絲桿，這樣會有個所謂電子齒輪比的關(guān)系，電機轉(zhuǎn)一圈，絲桿會前進多少毫米，這樣讀到了對應(yīng)編碼器上輸出多少給脈沖，通過脈沖數(shù)就可以反推出當前絲桿的位置。
但是編碼器是圓的，如果無限制旋轉(zhuǎn)下去，角度會無窮大，所以設(shè)計了一種增量型的編碼器，轉(zhuǎn)一圈，會輸出三組信號ABZ，其中AB是一樣的脈沖，比如上邊說的一圈有1024個脈沖，AB相脈沖對應(yīng)一圈內(nèi)的圓周角度，https://www.diangon.com/版權(quán)所有！而且兩種脈沖是處于正交狀態(tài)的，如果是正反轉(zhuǎn)，通過判斷AB相脈沖的上升沿和下降沿的先后順序，就可以知道編碼器當前是順時針還是逆時針方向旋轉(zhuǎn)的，
另外有個Z相脈沖，是因為圓周雖然會不停轉(zhuǎn)下去，角度會無窮無盡，但是都是一周一周的重復(fù)而已，零相脈沖固定在圓周某個位置，編碼器每轉(zhuǎn)一圈，只輸出一個零相脈沖，這樣如果以Z相脈沖為基準點，這樣每次讀到這個脈沖時候，系統(tǒng)就清零一次，就可以讓角度最大值控制在360°以內(nèi)，相當于一個零基準點了。
這樣即使系統(tǒng)斷掉了，重新上電，只要能找到這個基準點，就可以知道絲桿的初始位置在什么地方了。
以上這種定位叫增量坐標系，所以編碼器就是增量型編碼器，應(yīng)用比較廣泛，因為靈活而且價格便宜。
如果只設(shè)備只需要轉(zhuǎn)一圈的，也就是角度在360°內(nèi)的，編碼器可以細分精密一點，比如有13位，相當于2^13次方個脈沖一圈，對應(yīng)著360°，這種脈沖數(shù)和角度一一對應(yīng)，不怕系統(tǒng)斷電需要重新調(diào)整零位，這種編碼器叫單圈絕對值編碼器。如果負載需要轉(zhuǎn)多圈的，但是這個圈數(shù)也不能非常多，比如5圈，相當于5*360°=1800°，這樣脈沖和1800°一一對應(yīng)，這些在一些高檔的數(shù)控機床上應(yīng)用比較多，可以知道絲桿或者一些旋轉(zhuǎn)工作的當前精密位置，而且不用擔(dān)心系統(tǒng)斷電歸零問題。
此外，編碼器還有磁電方式的，比如在碼盤上加工了很多個南北間隔的小磁鐵，通過霍爾去讀小磁鐵信號，輸出信號，同樣經(jīng)過放大和整形變成了電脈沖，這點和光電編碼器是類似的，而且價格會便宜點，可靠性會高，但是精度就比光電要差點。