亨士乐编码器使用教程与测速原理

亨士乐编码器使用教程与测速原理

本教程旨在帮助大家深入了解Hengstler编码器的原理与使用方法，并介绍一些实用的技术，以便更好地应用于实际项目中。


图为亨士乐AC58系列绝对式编码器应用照片

什么是编码器？

编码器是一种用于将角位移或角速度转换为一系列电数字脉冲的旋转式传感器。通过编码器，我们可以准确地测量出物体的位移或速度信息。根据输出数据类型，编码器可以分为增量式编码器和绝对式编码器；而从检测原理上，编码器又可分为光学式、磁式、感应式、电容式等，其中光电编码器和霍尔编码器是两种常见的类型。

亨士乐编码器的工作原理

光电编码器原理
光电编码器通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量。它主要由光码盘和光电检测装置组成。光码盘是在圆板上等分地开通若干个长方形孔，当电动机旋转时，光电检测装置会检测并输出若干脉冲信号。为了判断转向，光电编码器通常输出两组存在一定相位差的方波信号。

霍尔编码器原理
霍尔编码器则通过磁电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量。它由霍尔码盘和霍尔元件组成。霍尔码盘是在圆板上等分地布置不同的磁极，当电动机旋转时，霍尔元件会检测并输出若干脉冲信号。同样，为了判断转向，霍尔编码器也会输出两组存在一定相位差的方波信号。

无论是光电编码器还是霍尔编码器，它们的目的都是获取AB相输出的方波信号，使用方法也基本相同。

Hengstler编码器接线说明

以增量式输出的霍尔编码器为例，它具有AB相输出，因此不仅可以用于测速，还可以用于辨别转向。在接线时，只需给编码器提供5V电源，当电机转动时，编码器即可通过AB相输出方波信号。由于编码器自带了上拉电阻，因此无需外部上拉，可以直接连接到单片机的IO口进行读取。

亨士乐编码器软件四倍频技术

为了提高编码器的精度，我们可以采用软件四倍频技术。通过测量A相和B相的上升沿和下降沿，可以在同样的时间内计数更多的脉冲数，从而将编码器的精度提升4倍。这种技术类似于单反相机的光学变焦，能够在不牺牲清晰度的前提下提高测量精度。

单片机如何采集Hengstler编码器数据

由于编码器输出的是标准的方波信号，因此我们可以使用单片机（如STM32、STM851等）直接读取。对于自带编码器接口的单片机（如STM32），可以直接使用硬件计数功能；而对于没有编码器接口的单片机（如51单片机），则可以通过外部中断来读取编码器的数据。具体做法是将编码器的A相输出接到单片机的外部中断输入口，当A相出现跳变沿时，通过判断B相的电平来确定正反转。

通过以上教程，相信大家对编码器的原理和使用方法有了更深入的了解。在实际应用中，我们可以根据具体需求选择合适的编码器类型，并结合软件技术来提高测量精度和效率。

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