编码器的应用及发展趋势

       随着工业自动化和机电一体化技术的快速发展，机械设备对控制系统的精度要求越来越高。编码器是机械设备控制系统中发挥重要作用的电子元器件之一。编码器是将数字化信息转化成角度、长度等可执行变量的重要工具，通过光电转换将传感器测得机械几何位移量转换成脉冲量或数字量，旋转编码器将角度、转速等物理量转化成数字脉冲电信号。编码器具有机构紧凑、安装方便、重量轻、维护容易的特点，而且工作可靠、精度高、反应快，在自动测量以及自动控制等自动化领域发挥着举足轻重的作用并得到了广泛的应用。
        编码器通常由光栅盘和光电检测装置两部分组成。光栅盘在圆板上均匀的开通固定个数的长方形孔，工作时圆盘旋转，电子检测装置检测输出的脉冲信号，从而达到转化变量的目的。按照信号的原理编码器可以分为绝对值型编码器和增量型编码器，按照测量方式的不同可以分为行程编码器和角度测量编码器。

       增量编码器将位移变量转换成周期性的电信号，再将这些电信号转化成计数脉冲，用脉冲的个数表示位移的大小并传输给计算机。增量型编码器存在着零点累计误差、停机断电记忆消失、开机需重新找零以及抗干扰功能较差等问题。
       绝对值编码器采取多个对照的方式，避免了增量编码器的上述缺陷，可以直接输出数字信号，在测量角度、距离等物理量时，不需要计数器，在有电气噪声或振动的恶劣环境下同样可以使用，具有很强的抗干扰能力。在进行测量时，其位置取决于光码盘的机械位置，无需记忆和参考点，也不必回到原点，不会产生累积误差，抗干扰性和可靠性极强。
      编码器在工业应用中，通常有检测自动化系统中电机转速、设备运行位置和行程的作用。编码器主要应用于机床、电梯、风力发电、工业自动化生产线、工程机械、石油天然气、机器人、造纸、印刷等领域，具有非常广泛的应用范围和长远的应用前景。
       随着自动化技术的发展，传统编码器已经难以满足控制系统高精度的要求。为了适应控制系统的更新与发展，编码器开始向小型化、智能化以及测量更精确、适应性更强的方向发展。随着控制技术的发展，编码器需要在更小的位置发挥作用，缩小编码器的发射元件、接收元件成为大势所趋，目前相同位数的编码器越来越小，而且为了适应自动化控制领域的智能化、集成化的需求，研发出许多新型的编码方式，如矩阵式编码方式、伪随机码编码方式、游标式编码方式等，这些新的编码方式缩小了编码器的体积，为提高编码器的智能化奠定了坚实的基础。

       编码器的接口向智能化发展，编码器的接口电路通常由差分接收电路、AD转换器以及EPROM器件组成，将正弦信号转换成参考脉冲信号、方波信号等，传输给控制系统。将接口电路模块智能化，可以有效的提高编码器的可靠性和独立性，有效地防止数据传输误差，保证精确度。
       编码器的测量准确度将进一步得到提升。编码器的精度通常由机械部分精度、码盘划分精度和信号处理电路综合保证。采用先进的工艺手段，提高光电元件、码盘以及电路的精度是提高编码器精度的重要手段，从而提高车床等需要高精度轴系编码器的测量精度。
      随着工业自动化程度的日益提高和控制技术的飞速发展，编码器的重要作用将会得到进一步的发挥和体现。为了适应控制技术的发展需求，编码器的发展将呈现体积小型化、接口智能化、测量更加准确化的趋势。
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