什么是绝对编码器？绝对编码器的应用及原理

更新时间：2024-05-06

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什么是绝对编码器？

绝对编码器是输出相对于原点的绝对角度的编码器。

编码器是将位置变化转换为电信号并输出的装置。 Absolute是一个形容词，在英语中是“绝对"的意思。根据当前角度发送特定信号，因此您无需先前的角度信息即可检查当前角度。

大多数绝对式编码器都是光电编码器，当您想在通电后立即检测角度，或者当您想保证角度检测的可靠性时，使用这种编码器。

绝对编码器由于其可靠的角度检测而在机器人领域迅速普及。具体用途如下。

随着未来控制系统变得更加复杂，远程控制机器人预计将迅速发展，对绝对编码器的需求很可能也会增加。

绝对编码器有一个刻有小凹槽的圆盘，连接到旋转轴上，小凹槽由光学传感器读取。它的结构看起来像固定在轴上的CD。这种结构使得即使在电源打开时也可以准确读取光盘的位置并输出当前角度。

然而，由于读取角度的机制很复杂，因此它们比检测相对角度的编码器更昂贵。信号传输方式也有两种：数字和模拟。

数字方式：
抗噪声能力强，但需要更多信号线。通过使用串行通信等传输通信，可以减少信号线的数量。然而，可能会出现通信延迟，并且发送和接收设备都需要专用收发器。
模拟方式
有两根信号线，因此没有延迟，但在传输过程中容易受到噪声的影响。

根据以上特点，需要选择适合用途的传输方式。

绝对编码器有两种类型：磁性和光学，但光学类型是最常见的。在光学系统中，格雷码通常用作旋转盘的编码技术。

格雷码是一种数字编码，称为交替二进制码。这确保了相邻位仅改变一位。这些用于确保可靠性。如果两个或多个位同时变化，则由于精度问题而无法保证信号的可靠性。如果仅改变一位，则可以防止误读信号。

要将普通二进制数转换为格雷码，请将二进制值向右移动一个字符，并与原始二进制值进行异或。例如，十进制数6用二进制表示为0110。将该位向右移动一位得到 0011。 0110 和 0011 异或为 0101。这是十进制 6 的格雷码。

无电池绝对编码器可与伺服电机一起使用。绝对编码器利用小凹槽检测绝对位置，并利用电池存储位置信息，因此关闭电源后重新启动时无需返回原点。但由于配备了电池，因此根据电池的寿命需要进行维护。

为了弥补这一缺点，各制造商正在销售无电池绝对编码器。无电池技术的原理因公司而异，但一个例子是非易失性存储器的使用。当电机旋转时，附在轴上的磁铁随之旋转并自行发电。通过使用产生的电力将位置信息写入非易失性存储器，实现了无电池操作。