絕對值編碼器簡介

絕對值編碼器簡介（Absolute Encoder）
　　是相對于增量而言的，顧名思義，所謂絕對就是編碼器的輸出信號在一周或多周運轉的過程中，其每一位置和角度所對應的輸出編碼值都是唯一對應的，如此，便具備掉電記憶絕對之功能也。

絕對式編碼器是依據計算機原理中的位碼來設計的，比如：8位碼（0000 0011），16位碼，32位碼等。把這些位碼信息反映在編碼器的碼盤上，就是多道光通道刻線，每道刻線依次以2線、4線、8線、16線。。。。。。編排。如此編排的結果，比如對一個單圈絕對式而言，便是把一周360°分為2的4次方，2的8次方，2的16次方，，，，位數越高，則精度越高，量程亦越大。

這樣，在編碼器的每一個位置，通過讀取每道刻線的通、暗，獲得一組從2的零次方到2的n-1次方的唯一的2進制編碼（格雷碼），這就稱為n位絕對編碼器。這樣的編碼器是由光電碼盤的機械位置決定的，它不受停電、干擾的影響。
　　絕對編碼器由機械位置決定的每個位置是唯一的，它無需記憶，無需找參考點，而且不用一直計數，什么時候需要知道位置，什么時候就去讀取它的位置。這樣，編碼器的抗干擾特性、數據的可靠性大大提高了。

單圈絕對值編碼器到多圈絕對值編碼器
　　
　　旋轉單圈絕對值編碼器，以轉動中測量光電碼盤各道刻線，以獲取唯一的編碼，當轉動超過360度時，編碼又回到原點，這樣就不符合絕對編碼唯一的原則，這樣的編碼只能用于旋轉范圍360度以內的測量，稱之為單圈絕對值編碼器。

　　如果要測量旋轉超過360度范圍，就要用到多圈絕對值編碼器。
　　編碼器生產廠家運用鐘表齒輪機械的原理，當中心碼盤旋轉時，通過齒輪傳動另一組碼盤（或多組齒輪，多組碼盤），在單圈編碼的基礎上再增加圈數的編碼，以擴大編碼器的測量范圍，這樣的絕對編碼器就稱為多圈式絕對編碼器，它同樣是由機械位置確定編碼，每個位置編碼唯一不重復，而無需記憶。
　　多圈編碼器另一個優點是由于測量范圍大，實際使用往往富裕較多，這樣在安裝時不必要費勁找零點，將某一中間位置作為起始點就可以了，而大大簡化了安裝調試難度。

絕對值編碼器的信號輸出（Signal Output）

絕對值編碼器信號輸出有并行輸出、串行輸出、總線型輸出、變送一體型輸出

1．并行輸出（Parallel）：
　　絕對值編碼器輸出的是多位數碼（格雷碼或純二進制碼），并行輸出就是所有信號各占一信號線同時輸出，以代表數碼的1或0，對于位數不高的絕對編碼器，一般就直接以此形式輸出數碼，可直接進入PLC或上位機的I/O接口，輸出即時，連接簡單。但是并行輸出有如下問題：
　　1。最好為格雷碼，因為如是純二進制碼，在數據刷新時可能有多位同時變化，讀數會在短時間里造成錯碼。而格雷碼每次只有一位發生變化，減少錯碼的可能。
　　2。所有接口必須確保連接好，因為如有個別連接不良點，該點電位始終是0，造成錯碼而無法判斷。
　　3。傳輸距離不能遠，一般在一兩米左右，對于復雜環境的現場，最好有隔離。
　　4。對于位數較多，要許多芯電纜，并要確保連接優良，由此帶來工程難度，同樣，對于編碼器，要同時有許多節點輸出，增加編碼器的故障損壞率。

串行SSI輸出（Serial Synchronous Interface）：

　　串行輸出就是通過一定的協議，在時間上有先后的數據輸出，這種約定稱為通訊規約，其連接的物理形式有RS232、RS422(TTL)、RS485等。由于絕對值編碼器好的廠家都是在德國，所以串行輸出大部分是與德國的西門子配套的，如SSI同步串行輸出。串行輸出連接線少，傳輸距離遠，對于編碼器的保護和可靠性就大大提高了。一般高位數的絕對編碼器都是用串行輸出的。

2．現場總線型輸出（BUS）

現場總線型編碼器是多個編碼器各以一對信號線連接在一起，通過設定地址，用通訊方式傳輸信號，信號的接收設備只需一個接口，就可以讀多個編碼器信號。總線型編碼器信號遵循RS485的物理格式，其信號的編排方式稱為通訊規約，目前全世界有多個通訊規約，各有優點，還未統一，編碼器常用的通訊規約有如下幾種：

PROFIBUS-DP； CAN； DeviceNet； Interbus等

總線型編碼器可以節省連接線纜、接收設備接口，傳輸距離遠，在多個編碼器集中控制的情況下還可以大大節省成本。

4．變送一體型輸出

變送也就是其信號已經在編碼器內換算后直接變送輸出，其有模擬量4—20mA輸出、RS485數字輸出、14位并行輸出等。

絕對式編碼器選型常用參數

1.單圈絕對型（Singleturn）-需知道客戶所需求的位數，又叫解析度（Resolution）,比如10 bits ，又稱1024 positions，12bits =4096positions 等。

2.多圈絕對型（Multiturn）-此時除了問他單圈的解析度外，還有就是他所需求的圈數（revolution），所以一個多圈型編碼器的位數是單圈位數和多圈圈數的總合。比如：一個編碼器的單圈解析度為4096/12bits ,圈數為13bits,那么這個編碼器的總輸出位數就是12+13=25bits .

3.信號輸出及接口形式（Signal and Output）-首先有數碼輸出和模擬輸出，但一般是以數碼為主。編碼輸出有：并行輸出，串行輸出，總線接口等。

4.編碼器電源電壓（Power）-問清楚他所選用編碼器的工作電源電壓。

5.輸出碼制（Code）-絕對式編碼器輸出之編碼同計算機中所用到的碼制是一樣的，也有自然二進制，BCD，格雷碼，余格雷碼等。其中常用的也就是自然二進制（natural binary code）,格雷碼（gray code）,因為格雷碼有優于自然二進制的特點，故一般采用格雷碼為多。

6.編碼器溫度范圍（Temparature Range）-此相應客戶的具體要求而幫對方選擇之。此又分使用溫度和存放溫度。

7.編碼器轉速范圍（Speed）-此相亦需滿足客戶的具體要求，一般良好之編碼器的機械轉速可達到5000~6000rpm.

8.IP防護等級（Protection）-此防護等級又分為外蓋防護等級和軸徑處的防護等級。其以IP67為最高級別。

最后，基本上，如能提供了以上這么多數據后，已經可以很好的幫客戶選擇合適的編碼器了。其他所牽涉到的具體問題，則再視具體情況而做出解決。

連接絕對編碼器的電氣二次設備：

連接絕對值編碼器的設備可以是可編程控制器PLC、上位機，也可以是專用顯示信號轉換儀表，由儀表再輸出信號給PLC或上位機（數據處理和顯示系統）。

1．直接進入PLC或上位機：

編碼器如果是并行輸出的，可以直接連接PLC或上位機的輸入輸出接點I/O，其信號數學格式應該是格雷碼。編碼器有多少位就要占用PLC的多少位接點，如果是24伏推挽式輸出，高電平有效為1，低電平為0；如果是集電極開路NPN輸出，則連接的接點也必須是NPN型的，其低電平有效，低電平為1。

2．編碼器如果是串行輸出的，由于通訊協議的限制，后接電氣設備必須有對應的接口。

例如SSI串行，可連接西門子的S7-300系列的PLC，有SM338等專用模塊，或S7-400的FM451等模塊，對于其他品牌的PLC，往往沒有專用模塊或有模塊也很貴。

3．編碼器如是總線型輸出，接受設備需配專用的總線模塊，例如PROFIBUS-DP。

但是，如選擇總線型輸出編碼器，在編碼器與接收設備PLC中間，就無法加入其他顯示儀表，如需現場顯示，就要從PLC 再轉出信號給與信號匹配的顯示儀表。有些協議自定義的RS485輸出信號進PLC的RS485接口，需PLC具有智能編程功能。

復合型編碼器（Complex Encoder）

隨著編碼器應用的場合和用途越來越多，越來越廣，其產品也出現了品類眾多的局面。有的工業現場需要增量信號同絕對值同時出現并測量的狀況，為了解決這種問題，復合型編碼器便應運而生。

復合型編碼器便是在同一個編碼器的光盤上，同時刻有增量式信號軌道和絕對式信號軌道，在經電路處理后，便可在輸出端得到增量的脈沖信號和絕對值的編碼信號。

此類產品各廠家均有制作，比如：Leine linde 的SSI 674 / 675 / 684 / 685