光学式、磁式和电容式是可供工程师使用的三种主要编码器技术。
不过,要确定哪种技术最适合最终应用,还需要考虑一些因素。
它由 LED 光源(通常是红外光源)和光电探测器组成,二者分别位于编码器码盘两侧。
码盘旋转时,LED 光路被码盘上间隔排列的线或槽阻断,从而产生两路典型的方波 A 和 B 正交脉冲,可用于确定轴的旋转和速度。
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尽管光学编码器应用广泛,但仍有几点缺陷,在工业应用等多尘且肮脏的环境中,污染物会堆积在码盘上,从而阻碍 LED 光透射到光学传感器。
此外,玻璃或塑料码盘容易因振动或极端温度而损坏,因而限制了光学编码器在恶劣环境应用中的适用范围;将其组装到电机上不仅耗时,而且受污染的风险更大。
磁性编码器
磁性编码器使用磁性码盘替代带槽光电码盘,磁性码盘上带有间隔排列的磁极,并在一列霍尔效应传感器或磁阻传感器上旋转。
而且,在遇到灰尘、污垢和油渍等污染物的情况下,光学编码器的性能会大打折扣,磁性编码器却不受影响,因此非常适合恶劣环境应用。
不过,电机(尤其是步进电机)产生的电磁干扰会对磁性编码器造成极大的影响,并且温度变化也会使其产生位置漂移。
电容式编码器
电容感应使用条状或线状纹路,一极位于固定元件上,另一极位于活动元件上,以构成可变电容器,并配置成一对接收器/发射器。
随后,该信号经由编码器的板载 ASIC 转换,以计算轴的位置和旋转方向。