光电编码器脉冲数计算(光电脉冲编码器的工作原理)

导语：脉冲量输入之光电编码器

光电编码器：

编码器是传感器的一种，主要用来检测机械运动的速度、位置、角度、距离和计数等，许多马达控制均需配备编码器以供马达控制器作为换相、速度及位置的检出等，应用范围相当广泛。按照编码器方式不同的分：

增量式编码器

绝对式编码器

混合式编码器

1、增量式编码器

增量式编码器是每产生一个输出脉冲信号就对应于一个增量位移，它能够产生与位移增量等值的脉冲信号。增量式编码器测量的是相对于某个基准点的相对位置增量，而不能够直接检测出绝对位置信息。

增量式光电编码器输出 A、B 两相相位差为 90°的脉冲信号（即所谓的两相正交输出信号），根据 A、B 两相的先后位置关系，可以方便地判断出编码器的旋转方向。另外，码盘一般还提供用作参考零位的 N 相标志（指示）脉冲信号，码盘每旋转一周，会发出一个零位标志信号。

2、绝对式编码器

绝对式编码器用不同的数码来指示每个不同的增量位置，它是一种直接输出数字量的传感器。

绝对式编码器在转轴的任意位置都可读出一个固定的与位置相对应的数字码，即直接读出角度坐标的绝对值。另外，相对于增量式编码器，绝对式编码器不存在累积误差，并且当电源切除后位置信息也不会丢失。

3、信号输出

增量式光电编码器的信号输出有：

A 集电极开路输出

B 电压输出

C 线驱动输出

D 推挽式输出

3.1集电极开路输出

NPN集电极开路输出 : 当逻辑 1 时输出电压为 0V;

PNP集电极开路输出 : 当逻辑 1 时，输出电压为电源电压;

与PLC接线

3.2 电压输出

电压输出是在集电极开路输出电路的基础上，在电源和集电极之间接了一个上拉电阻，这样就使得集电极和电源之间能有了一个稳定的电压状态。

3.3 推挽式输出

推挽式输出方式由两个分别为 PNP 型和 NPN 型的三极管组成，当其中一个三极管导通时，另外一个三极管则关断，两个输出晶体管交互进行动作。

这种输出形式具有高输入阻抗和低输出阻抗，因此在低阻抗情况下它也可以提供大范围的电源。由于输入、输出信号相位相同且频率范围宽，因此它还适用于长距离传输。推挽式输出电路可以直接与 NPN 和 PNP 集电极开路输入的电路连接，即可以接入源型或漏型输入的模块中。

3.4 线驱动输出

线驱动输出接口采用了专用的 IC 芯片，输出信号符合RS-422 标准，以差分的形式输出，因此线驱动输出信号抗干扰能力更强，可以应用于高速、长距离数据传输的场合，同时还具有响应速度快和抗噪声性能强的特点。

4、西门子PLC与编码器的兼容性

5、注意事项

5.1 编码器类型：增量型编码器还是绝对性编码器。

5.2 输出信号类型：对于增量型编码确定输出接口类型（NPN、PNP）。

5.3 信号电压等级：确认信号的电压等级（DC24V、DC5V等）。

5.4 最大输出频率：确认最大输出频率及分辨率、位数等参数。

6、判断编码器的好坏

6.1 NPN编码器：用万用表测量电源正极和信号输出线之间的电压

· 导通时输出电压接近供电电压

· 关断时输出电压接近 0V

6.2 PNP编码器：用万用表测量测量电源负极和信号输出线之间的电压

· 导通时输出电压接近供电电压

· 关断时输出电压接近 0V

7、四倍频

对于增量信号，可以组态多重评估模式，包括双重评估和四重评估。四重评估是指同时对信号 A 和B 的正跳沿和负跳沿进行判断，进而得到计数值，对于四重评估的模式，因为对一个脉冲进行了四倍的处理（四次评估），所以读到的计数值是实际输入脉冲数的四倍，通过对信号的多重评估可以提高测量的分辨率。

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