伺服增量式和绝对式编码器的本质区别
伺服增量式和绝对式编码器的本质区别
伺服电机中的编码器主要分为增量式和绝对式两种类型，它们在工作原理、应用场景和性能特点上存在显著差异。本文将深入探讨这两种编码器的本质区别，帮助读者更好地理解它们的工作机制和适用场景。
增量式编码器的工作原理
增量式编码器通过将位移转换成周期性的电信号，再将电信号转变成计数脉冲，用脉冲的个数表示位移的大小。当编码器转动时输出脉冲，通过计数设备来确定其位置。然而，这种编码方式存在一些局限性：
停电或干扰影响：当编码器不动或停电时，只能依靠计数设备的内部记忆来记住位置。如果在编码器输出脉冲过程中遇到干扰而丢失脉冲，计数设备记忆的零点就会偏移，导致位置信息的准确性无法保证。
需要参考点校准：为了解决上述问题，通常需要增加参考点。编码器每经过参考点时，将参考位置修正进计数设备的记忆位置。在参考点以前，是不能保证位置的准确性的。因此，在工业控制中，常常采用每次操作先找参考点、开机找零等方法。
绝对式编码器的工作原理
绝对型旋转光电编码器因其每一个位置绝对唯一、抗干扰、无需掉电记忆，已经越来越广泛地应用于各种工业系统中的角度、长度测量和定位控制。
绝对编码器码盘上有许多道刻线，每道刻线依次以2线、4线、8线、16线……编排，这样，在编码器的每一个位置，通过读取每道刻线的通、暗，获得一组从2的零次方到2的n-1次方的唯一的2进制编码（格雷码），这就称为n位绝对编码器。这样的编码器是由码盘的机械位置决定的，它不受停电、干扰的影响。
绝对编码器由机械位置决定的每个位置的唯一性，它无需记忆，无需找参考点，而且不用一直计数，什么时候需要知道位置，什么时候就去读取它的位置。这样，编码器的抗干扰特性、数据的可靠性大大提高了。
由于绝对编码器在定位方面明显地优于增量式编码器，已经越来越多地应用于伺服电机上。绝对型编码器因其高精度，输出位数较多，如仍用并行输出，其每一位输出信号必须确保连接很好，对于较复杂工况还要隔离，连接电缆芯数多，由此带来诸多不便和降低可靠性，因此，绝对编码器在多位数输出型，一般均选用串行输出或总线型输出，德国生产的绝对型编码器串行输出最常用的是SSI（同步串行输出）。
单圈与多圈绝对式编码器
单圈绝对式编码器：旋转单圈绝对式编码器，以转动中测量光码盘各道刻线，以获取唯一的编码，当转动超过360度时，编码又回到原点，这样就不符合绝对编码唯一的原则，这样的编码器只能用于旋转范围360度以内的测量，称为单圈绝对式编码器。
多圈绝对式编码器：如果要测量旋转超过360度范围，就要用到多圈绝对式编码器。编码器生产厂家运用钟表齿轮机械的原理，当中心码盘旋转时，通过齿轮传动另一组码盘（或多组齿轮，多组码盘），在单圈编码的基础上再增加圈数的编码，以扩大编码器的测量范围，这样的绝对编码器就称为多圈式绝对编码器，它同样是由机械位置确定编码，每个位置编码唯一不重复，而无需记忆。
多圈编码器另一个优点是由于测量范围大，实际使用往往富裕较多，这样在安装时不必要费劲找零点，将某一中间位置作为起始点就可以了，而大大简化了安装调试难度。多圈式绝对编码器在长度定位方面的优势明显，欧洲新出来的伺服电机基本上都采用多圈绝对值型编码器。
总结
增量式编码器和绝对式编码器各有优劣：
增量式编码器：成本较低，但需要参考点校准，且对停电和干扰敏感。
绝对式编码器：虽然成本较高，但每个位置都有唯一的编码，无需记忆和校准，抗干扰能力强，数据可靠性高。随着技术的发展，绝对式编码器在伺服电机中的应用越来越广泛。