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

编码器是一种旋转式传感器，主要功能是将角位移或角速度转换成一系列电数字脉冲。这些脉冲信号可以用于测量位移或速度信息。Hengstler编码器按输出数据类型分为增量式和绝对式两种，按检测原理又可分为光学式、磁式、感应式和电容式等，其中光电编码器和霍尔编码器是常见的两种类型。

编码器原理

光电编码器：
光电编码器通过光电转换将输出轴上的机械几何位移转换成脉冲信号或数字量。它由光码盘和光电检测装置组成。光码盘上等分开通若干长方形孔，与电动机同轴。电动机旋转时，检测装置会输出脉冲信号，并且通常会有两组带有相位差的方波信号，以便判断转向。
霍尔编码器：
霍尔编码器则通过磁电转换实现类似功能。它由霍尔码盘和霍尔元件组成。霍尔码盘上分布有不同的磁极，同样与电动机同轴。当电动机旋转时，霍尔元件会输出脉冲信号，同样可以通过两组带有相位差的方波信号判断转向。

图为霍尔编码器的工作原理

亨士乐编码器接线说明

对于增量式输出的霍尔编码器，例如我们常用的编码器，它具有AB相输出，既可以测速又可以辨别转向。Hengstler编码器一般只需5V供电，并且自带上拉电阻，因此可以直接连接到单片机的IO口进行读取。

图为编码器的接线说明图

亨士乐编码器的软件四倍频技术

软件四倍频技术是一种提高编码器精度的方法。在常规测速方法中，我们仅测量A相（或B相）的上升沿或下降沿，但四倍频技术会同时测量A相和B相的上升沿或下降沿。这样，在相同时间内，计数次数将翻倍（例如从3次变为12次），从而提高测量精度。

单片机采集编码器数据

由于Hengstler编码器输出的是标准方波信号，因此单片机可以直接读取。具有编码器接口的单片机（如STM32）可以直接使用硬件技术读取，而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读取。例如，将编码器的A相输出连接到单片机的外部中断输入口，通过跳变沿触发中断，在中断服务函数中，再根据B相的电平来确定转向。如果A相有跳变沿且B相为高电平，则判断为正转；如果B相为低电平，则判断为反转。

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