光电编码器主要可以分为哪些种类？

编码器可分为光学式、磁式、感应式和电容式。根据其刻度方法及信号输出形式，可分为增量式、绝对式以及混合式三种。(REP)

光电编码器主要可以分为以下两大类：

增量式光电编码器
- 工作原理： 在光电码盘的圆周上刻有等间距的光栅（透光和不透光的狭缝）。码盘旋转时，通过固定的光路产生周期性的脉冲信号。
- 输出信号： 主要输出两相相位差90度的方波脉冲信号（通常称为A相、B相或AB相）和一个零位参考脉冲信号（称为Z相或Index相）。
- 特点：
  - 只能提供位置变化量： 它无法直接提供轴的绝对位置信息。它通过计算从参考点（Z相或上电后人为定义的起始点）开始计数的脉冲数量来测量相对位移或角度增量。每次断电后都需要重新寻找参考点来确定绝对位置。
  - 依赖于计数器： 需要外部计数器对脉冲进行计数（方向和位移量通过A、B相的相位关系判断）。
  - 精度高（分辨率高）： 脉冲频率/角度分辨率（线数、PPR - 每转脉冲数）可以做得非常高，适用于需要高精度速度测量和位置增量的场合。
  - 结构相对简单： 码盘结构较绝对式简单。
- 应用： 速度测量、长度测量、相对位移测量（如伺服驱动器反馈速度、数控机床的进给轴位置跟踪 - 配合参考点）。
绝对式光电编码器
- 工作原理： 码盘（绝对码盘）上有多圈同心码道，每个码道具有不同的透光和不透光图案。这些图案按照某种编码规则（常用格雷码）排列，使得码盘旋转到任何位置时，通过所有码道读取的信号组合都是唯一的，对应一个唯一的绝对位置坐标。
- 输出信号： 输出并行的多位二进制信号（并行输出），或者通过特定的通信协议（如 SSI - 同步串行接口、BiSS, CANopen, EtherCAT 等）串行输出表示绝对位置的数字量。
- 特点：
  - 直接提供绝对位置： 无论是否断电、是否转动过轴，上电后立刻就能获取当前轴的绝对角度位置。系统不需要执行归零操作。
  - 位置信息唯一： 每个机械位置对应唯一的编码。
  - 无累积误差： 位置基于编码，不受计数错误或断电影响。
  - 分辨率： 以位数表示（如 12位、14位、17位、20位等），位数越高，分辨率越高（一圈能被分成越多的位置点）。
  - 结构相对复杂： 码盘制造、光路和解码电路比增量式复杂。
- 重要子类：
  - 单圈绝对编码器： 只能识别360°（一转）范围内的绝对位置。超过一圈后，位置值循环。
  - 多圈绝对编码器： 不仅可以识别一圈内的绝对位置，还能通过内部机构（通常是机械齿轮或光电计数器链）跟踪并记忆轴已经旋转了多少圈。它在更大的位置范围内提供唯一的绝对位置值（如0到16383圈内的某个角度位置）。这是目前高性能伺服系统中最常用的类型。多圈的实现方式有：
    - 机械齿轮传动+单圈码盘： 靠齿轮传递转圈数。
    - 纯光学编码多圈： 使用多个同心码盘，通过传动比不同的方式实现多圈。
    - 电子计数（带电池）： 单圈绝对值+圈数计数器（需要电池维持圈数记忆）。
- 应用： 所有需要上电后立即知道确切位置、防止意外断电导致位置丢失、或者要求轴转动多圈但位置值连续不归零的场合（如工业机器人的关节伺服、风力发电机桨叶变桨控制、塔式起重机角度控制、大型机床工件台的绝对定位）。

补充说明

混合式/伪绝对式/带电池绝对编码器： 这类编码器通常是增量式编码器，但内部集成了一个电池供电的计数器/存储器。它们在上电后可以输出断电前的最后位置（类似于绝对值），并在运行过程中像增量编码器一样工作，通过计数脉冲跟踪位置变化，依靠电池保持计数器数值。但严格来说，它们不是真正的全光学绝对编码器，因为其多圈跟踪依赖于电池和计数器（断电后没电池会丢失多圈信息）。
旋转与直线编码器： 以上分类主要基于旋转光电编码器。也有直线光电编码器（用于直线位移测量），它们同样遵循增量式和绝对式的分类原则，只是码盘变成了直线光栅尺。

总结来说，增量式和绝对式（尤其是多圈绝对式）是光电编码器最根本、最核心的分类。 在选择时，核心考虑点是需要相对位置/速度测量还是需要断电不丢失的绝对位置信息（包括单圈和多圈）。