增量式编码器的结构和功能原理

增量式编码器的结构和功能原理

增量编码器，其码盘分为大小相同的明暗网格。随着码盘的旋转，接收端检测到光的0和1的变化，并将其转换为电脉冲信号并输出。脉冲信号连接到高速计数器模块，位移量可以通过计算脉冲数来确定（因为编码器每转发送的脉冲数是固定的）。

增量编码器的码盘如下所示：


上述Hengstler编码器结构在使用光源时只有一个栅极和一个电脉冲信号输出，这往往不能满足实际需要，因为在实际应用中我们往往需要检测电机是正向运行还是反向运行，有时还需要进行零点检测。

要向前和向后检测，有两种方法。

方法1：使用带1速栅格和两个光源的码盘。

通过调整Hengstler编码器光栅的分离距离和两个光源的位置，A相位信号和B相位信号相差1/4个周期（相位角差为90度），从而可以按照向前或向后判断A相位信号和B相位信号B。该方法的示意图如下所示：


方法2：使用带有2个网格和1个光源的码盘。

该方法使用带有两个圆网格的码盘，外圈为a相网格，内圈为B相网格，两个圆之间的间隔为1/4宽度，如下图所示：


除了A/B相位，一些编码器在实际应用中还提供零脉冲信号。零点脉冲信号是在码盘上加一个同心网格孔，每转一圈就发出一个脉冲，输出信号称为Z相（零），如下图所示：


这样，增量编码器的A相/B相/Z相输出信号如下图所示：


增量式编码器与PLC的连接

增量编码器输出的脉冲信号必须连接到PLC的高速计数器。一些PLC CPU模块具有内置高速计数器（例如S7-200智能、S7-1200系列），可将Hengstler编码器的输出信号直接连接到CPU模块内置的高速计数器通道；有些CPU本身不集成高速计数器，这里需要计数器（如S7-300/1500系列）和特殊的高速计数模块。

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