伺服电机编码器的学习

伺服电机编码器  

伺服电机编码器是安装在伺服电机上用来测量磁极位置和伺服电机转角及转速的一种传感器，从物理介质的不同来分，伺服电机编码器可以分为光电编码器和磁电编码器，另外旋转变压器也算一种特殊的伺服编码器，市场上使用的基本上是光电编码器，不过磁电编码器作为后起之秀，有可靠，便宜，抗污染等特点，有赶超光电编码器的趋势。

原理 

伺服编码器这个基本的功能与普通编码器是一样的，比如绝对型的有A，A反，B，B反，Z，Z反等信号，除此之外，伺服编码器还有着跟普通编码器不同的地方，那就是伺服电机多数为同步电机，同步电机启动的时候需要知道转子的磁极位置，这样才能够大力矩启动伺服电机，这样需要另外配几路信号来检测转子的当前位置，比如增量型的就有UVW等信号，正因为有了这几路检测转子位置的信号，伺服编码器显得有点复杂了，以致一般人弄不懂它的道理了，加上有些厂家故意掩遮一些信号，相关的资料不齐全，就更加增添了伺服电机编码器的神秘色彩。 由于A、B两相相差90度，可通过比较A相在前还是B相在前，以判别编码器的正转与反转，通过零位脉冲，可获得编码器的零位参考位。

编码器码盘的材料有玻璃、金属、塑料，玻璃码盘是在玻璃上沉积很薄的刻线，其热稳定性好，精度高，金属码盘直接以通和不通刻线，不易碎，但由于金属有一定的厚度，精度就有限制，其热稳定性就要比玻璃的差一个数量级，塑料码盘是经济型的，其成本低，但精度、热稳定性、寿命均要差一些。 

分辨率-编码器以每旋转360度提供多少的通或暗刻线称为分辨率，也称解析分度、或直接称多少线，一般在每转分度5~10000线。

伺服电机编码器的学习

关于伺服电机的编码器这里只介绍要点，太多原理的东西也记不住，简明扼要的介绍。

编码器：增量2500线，8极。

品牌最主要有三家：日本多摩川/日本内密控/长春禹衡

日本做精密部件起步较早，所以在编码器使用稳定性上日本多摩川和内密控相对稳定些，而我们所见到的比如多摩川N8566 内密控48T 等都是在国内生产，国产编码器老大长春禹衡近年来编码器做的也越来越好，使用稳定性也提高不少，慢慢接近日系品牌，我个人还是比较支持国产编码器的发展，毕竟这在工业上也是比较重要的精密零部件，务必技术掌握在自己手里。

原理：增量式光电编码器的特点是每产生一个输出脉冲信号就对应于一个增量位移， 但是不能通过输出脉冲区别出在哪个位置上的增量。顾名思义“增量”。

结构：增量式光电编码器主要由光源、码盘、检测光栅、光电检测器件和转换电路组成。

精度：光电编码器的分辨率是以编码器轴转动一周所产生的输出信号基本周期数来表示的， 即脉冲数/转（PPR）。码盘上的透光缝隙的数目就等于编码器的分辨率，码盘上刻的缝隙越多，编码器的分辨率就越高。在工业电气传动中，根据不同的应用对象，可选择分辨率通常在500~6000PPR 的增量式光电编码器，最高可以达到几万 PPR。交流伺服电机控制系统中通常选用分辨率为 2500PPR 的编码器。此外对光电转换信号进行逻辑处理，可以得到 2 倍频或 4 倍频的脉冲信号，从而进一步提高分辨率。伺服驱动器都采用4倍频，即2500线的编码器，在驱动器齿轮比为1：1情况下，电机10000个脉冲转一圈。

信号输出形式：线驱动输出 这种输出方式将线驱动专用 IC 芯片（26LS31）用于编码器输出电路，由于它具有高速响应和良好的抗噪声性能，使得线驱动输出适宜长距离传输。输出电路如图主要应用领域有伺服电机、机器人、数控加工机械等。

编码器的码盘有三种：塑料，金属，玻璃。日本多摩川和内密控实行差异化竞争，多摩川以玻璃码盘为主，内密控以塑料码盘为主。长春禹衡以玻璃码盘为主。玻璃码盘的缺点是不能受到较大冲击和震动，轴向敲击电机可能会导致玻璃有裂纹或碎裂。塑料码盘缺点是塑料与空气摩擦易产生静电吸附效应，码盘上易吸附灰尘而挡住码道影响计数，抗干扰能力也稍差。就实际遇到的情况，后者易出现问题。对于玻璃码盘的编码器只要我们提示客户安装电机使用注意事项，禁止敲击。而塑料码盘的编码器，一旦有灰尘或干扰，会产生伺服驱动器时报警时不报警，增加排查难度。所以内密控现在又在做金属码盘的编码器，就是为了解决玻璃码盘和塑料码盘两者之缺点。