編碼器的結構特性及應用有哪一些？編碼器是將信號或數據進行編制、轉換為可用以通訊、傳輸和存儲的信號形式的設備。確實，編碼器只是一個很小的部件。但是它可能用在大家想都沒想過的機器上。在現在，我們都很清楚編碼器是同電機結合使用的。世間有千百萬種可能性，編碼器同電機結合使用（伺服電機編碼器）也僅僅是滄海一粟，它還有更多你所意想不到應用。

熟悉運動控制的人就會了解熟悉編碼器。但是對于那些還沒有接觸編碼器的人來說，編碼器是相對陌生的。因此，小編以我們日常生活之中乘坐的電梯為例，介紹編碼器的功能。在介紹以前，讓我們想象一下乘坐電梯的過程。我們按了“△▽”按鈕，但過了一會兒，電梯會來到我們的樓層，然后自動開門，然后我們就進入電梯。進入電梯之后，我們按相應樓層的按鈕。電梯門自動關閉，把我們帶到相應樓層，電梯門再次打開。

在這一系列過程的動機，實際上有兩個編碼器扮演著重要的角色。我不知道你是否知道？首先，第一個編碼器控制電機使電梯移動。因為電梯是靠電機旋轉來上下的，所以只要旋轉方向明確，就可以判斷電梯是上升還是下降。此外，編碼器還可以檢測到電機的運動（旋轉次數&41；），從而準確地知道電梯移動了多少。利用這些編碼器通過電梯控制面板提供的信息，電梯可以快速、穩定地到達指定樓層。

另一個電梯門由編碼器自動控制。我們經常看電梯的開關，很明顯，它動機有一個微妙而精確的控制。電梯門開關的時間非常精確。在打開電梯門的過程之中，可以加快電梯門的運行速度，縮短實現時間。通過編碼器正確的掌握電機的運動和控制，可以實現絲織物的一般柔順動作。

當電梯出現在人們的視野之中時，編碼器并不流行。超過所有的編碼器工作都是由人工完成的。一開始沒有“△▽”按鍵，都是用鈴聲。我們可以在民國電影之中看到這一幕。上海灘大亨進入電梯，電梯之內的服務員按鈴下閘，使電梯到達相應樓層。但是現在，由于使用編碼器來確定電機的旋轉方向和旋轉次數，電梯變得越來越方便，不再需要像之前那樣手動操作。

編碼器的結構特點和應用是什么？那么如何使用編碼器來知道“旋轉方向”、“旋轉位置”和“旋轉速度”？這一次，簡要介紹了光傳輸編碼器。透明編碼器主要由四部分組成：①LED發光元件；②透鏡；③碼盤；④光接收IC。首先，LED發光體的光是無序光。光被透鏡聚集在一起，并轉換成平行光。在代碼板之上均勻地打開多個矩形孔（有燈或無燈）。它被發射到光接收IC之上的發光二極管和其他電子元件，并由信號轉換電子部分進行處理。最終，輸出了A相和B相兩種方法。

A相和B相的相位關系在世界上是普遍存在的。a相與B相的相位差為14周輸出。通過對A、B相編碼器輸出信號的處理，可以清楚地顯示出電機的旋轉方向、位置和速度。然后我們將討論如何檢測它們。通過檢測a相和B相的序列，可以檢測編碼器的旋轉方向。例如，當編碼器順時針旋轉時，a相出現在B相后，如果碼盤逆時針旋轉，B相會出現在a相以前，這樣的結構不僅可以確定旋轉方向，還可以確定水平驅動時的運動方向。

編碼器旋轉位置檢測

碼盤（光柵盤）是在一定直徑的圓板之上均勻開若干個矩形孔。我們家一周有360個長方形的洞。因為每個矩形孔都輸出一個脈沖信號，所以可以檢測到每個脈沖具有與一個度相同的旋轉位置。如果一個圓內有3600個矩形孔，則可以檢測到0.1度角。

檢測編碼器的轉速

測量輸出脈沖頻率和編碼器分辨率，然后根據下式輕松計算編碼器速度。

轉速（Rmin）=（脈沖頻率分辨率）*60

靈活使用編碼器可以控制電機的旋轉方向、位置和速度。在上述電梯實例之中，如圖4所示，微處理器發出控制信號驅動電機，安裝在電機軸之上的編碼器輸出信號。然后利用編碼器計數器對編碼器的輸出進行處理，并與微處理器的控制信號進行差分比較。通過比較驅動電機的控制信號和電機旋轉的結果，只向電機提供目標轉速所需的功率。在這種封閉結構之中，我們稱之為閉環。

要實現高精度的運算

說到這里，我們必須對編碼器的操作有一個大致的了解。現在讓我們回到編碼器的其他應用。如果有人問你編碼器是干什么的？最簡單的方法是測量旋轉或移動物體的方向、數量和角度。因此，一般來說編碼器的應用，可以引用電機驅動的機器。

然而，似乎范圍太廣了。更準確地說，是高精度的機械設備。對于像電風扇這樣的家用電器，無刷電機就不會有問題，所以不需要使用編碼。相反，在工業機器人、AGV、模塊等工業設備之中，由于對高精度操作的要求，編碼器被廣泛應用于這些設備之中。另外，文章開頭介紹的電梯，對自身運動要求很高，也會采用編碼器。近年來，編碼器在混合動力汽車和電動汽車之中的應用越來越廣泛。

有電機的地方就有編碼器

有沒有意識到目前所介紹的編碼器應用全部都跟電有關？進行旋轉或水平運動，除了用電作為動力源的電機驅動之外，用油壓、氣壓作為驅動方式也是有的。但是這些油壓和氣壓裝置，基本上沒有使用編碼器。為什么呢？首先，電機的話通過電源開關的控制，可以馬上開啟或停止運動。通過控制電機電壓和頻率，可以輕易改變轉數。因為這些動作都有著高應答，通過編碼器可以對電機進行高精度且迅速的控制。

用油壓作為動力源的話，油壓上升是需要時間的（例如螺旋槳），也就無法像電機那樣用編碼器進行控制。不單單是螺旋槳開始運動的時候，如果要改變轉數時，螺旋槳無法馬上響應，只能夠慢慢變化。這是由于驅動螺旋槳運動的油壓受油的黏性、管道阻力所限制。油壓的變化以及螺旋槳轉數滯后，使得用編碼器測定轉數進行控制變得異常困難，氣壓設備同理。

fqj