當前市面上的旋轉定位和速度反饋裝置的種類(lèi)日益增加。選型已不再是使用編碼器還是旋轉變壓器的問(wèn)題了。大量的問(wèn)題令人疑惑不解。首先就是“該用絕對式還是增量式？”、“該用磁感應式還是光電感應式？”。其次，市場(chǎng)上還有廠(chǎng)商提供電容式和電感式原理的編碼器，我也應該考慮么？我需要商用、工業(yè)用、重載、極重載還是超重載型？回答完所有這些問(wèn)題是否就萬(wàn)事大吉了呢？

選擇旋轉變壓器時(shí)你還要知道尺寸、速度、電氣接口。而選擇編碼器時(shí)，你還要知道分辨率、安裝、輸出和連接方式。我們將考察每一種編碼器的反饋類(lèi)型直至其核心技術(shù)，以及它們是如何用于你的應用的。不過(guò)，你的應用才是出發(fā)點(diǎn)，而更了解它的人莫過(guò)于你自己，所以所選產(chǎn)品的好壞最終還是取決于你自己。我們也會(huì )在表中突出一些關(guān)鍵技術(shù)參數，從而你就可以根據你的應用、交叉參考不同的反饋設備類(lèi)型。

增量編碼器

增量編碼器依賴(lài)于外部電路根據編碼器產(chǎn)生的計數計算位置。增量編碼器的輸出形式可以為單方波(A)、正交方波（A和B，可判斷旋轉方向）、或帶索引或每圈一個(gè)脈沖的正交方波（A、B和Z）。采用正交方波判斷旋轉方向的方法常被稱(chēng)為“正交法”。

增量信號的發(fā)生機構常常被視為編碼器的引擎。編碼器有兩種最主要的引擎：光電式和磁式。為得到良好的輸出兼容性，兩種引擎都需要進(jìn)行類(lèi)似的傳感器對準。

在光電編碼器中，光由LED產(chǎn)生并由一個(gè)芯片級傳感器進(jìn)行檢測。兩者之間為一個(gè)碼盤(pán)，通常由玻璃、金屬或塑料制成。在增量編碼器中，在碼盤(pán)的圓周上蝕刻、鍍覆或沖壓（如果是金屬）有精密的柵格。磁性編碼器包括一個(gè)磁柵鼓或磁柵盤(pán)、一個(gè)磁阻傳感器和一個(gè)調節電路板。磁柵盤(pán)或磁柵鼓已被磁化且具有許多極。磁柵盤(pán)或磁柵鼓轉動(dòng)時(shí)，傳感器將磁場(chǎng)的正弦變化轉化為電信號。該電信號進(jìn)而通過(guò)調節電路的乘除或插補處理產(chǎn)生合適的方波輸出。

增量編碼器一直引領(lǐng)著(zhù)速度反饋領(lǐng)域的潮流，目前還沒(méi)有衰落的跡象。增量編碼器是所有旋轉反饋裝置中最廣泛使用的類(lèi)型。憑借簡(jiǎn)單的硬件電路和軟件設計，能夠接收增量式編碼器輸入的設備隨處可見(jiàn)。你會(huì )發(fā)現驅動(dòng)器、面板式儀表、計時(shí)器和PC卡都具有增量編碼器接口。光電編碼器常見(jiàn)于辦公室環(huán)境應用（如復印機）和工業(yè)應用（如自動(dòng)引導車(chē)(AGV)）。磁性編碼器常用于惡劣環(huán)境中，如高架起重機、工程車(chē)輛和造紙廠(chǎng)等，而在這些應用下光電編碼器的性能可能會(huì )大幅降低。

絕對值編碼器

絕對值編碼器通過(guò)一定的方法能得到相應設備旋轉的確切角度。絕對值編碼器使用一種獨特的二進(jìn)制圖案，這種圖案在旋轉時(shí)不會(huì )重復，因此可向編碼器指示絕對屬性。裝置即使斷電，改變旋轉位置仍會(huì )反映其輸出。如果編碼器還帶有可追蹤旋轉圈數的齒輪組，它就變成了一個(gè)多圈編碼器。

在光電絕對式編碼器中，磁柵盤(pán)在LED和傳感器之間轉動(dòng)，按照磁柵盤(pán)的圖案，光要么能夠透過(guò)磁柵盤(pán)進(jìn)而被傳感器接收，要么被磁柵盤(pán)擋住。最終，通過(guò)這種方式編碼器能夠在數字信號的每一位產(chǎn)生“開(kāi)或關(guān)”。在保證制造精度和理想的應用環(huán)境下，光電編碼器具有所有反饋方式中分辨率和精度都是最高的。Dynapar光電絕對式編碼器每圈計數點(diǎn)大于4百萬(wàn)，具有36弧秒的精度。

絕對位置的傳輸可通過(guò)多種方式。最初的絕對式反饋裝置使用并行數據傳輸位置信號。在并行數據中，每一個(gè)二進(jìn)制數字由獨立的導線(xiàn)傳輸，然后由控制器進(jìn)行解讀。后來(lái)出現了串行編碼器，其絕對位置與時(shí)鐘脈沖同步傳輸。SSI（同步串行接口）是一種最常見(jiàn)的串行編碼器協(xié)議。BiSS編碼器可對時(shí)鐘脈沖進(jìn)行控制從而進(jìn)行雙向通信。

在磁性絕對式編碼器中，絕對信息可通過(guò)在傳感器網(wǎng)格上方轉動(dòng)磁體得到，見(jiàn)圖1。這種傳感器通常為霍爾效應芯片或磁阻感應電路。 

絕對式或增量式編碼器對使用環(huán)境的要求大同小異。不過(guò)絕對值編碼器在世界范圍內正越來(lái)越多地被采用，因為隨著(zhù)設計越來(lái)越復雜，機器往往需要進(jìn)行多軸同步并更加高效安全地運行。增量編碼器須依賴(lài)額外的設備（如限位開(kāi)關(guān)）才能在功能上實(shí)現精確的位置反饋。 

旋轉變壓器

與編碼器類(lèi)似，旋轉變壓器也是將機械運動(dòng)轉化為電子信號的轉動(dòng)式機電裝置。但與編碼器不同的是，旋轉變壓器傳輸的是模擬信號而非數字信號?；窘M成方面，旋轉變壓器由1個(gè)一次繞組和2個(gè)相位在機械上成90°的二次繞組組成，見(jiàn)圖2所示。旋轉變壓器的輸出信號需要控制器能夠轉換模擬信號的信號輸入電路。

旋轉變壓器的參數之一為磁極數。圖3為單轉速旋轉變壓器的輸出。磁極數等于旋轉變壓器轉動(dòng)一圈的已調幅正弦周期數。多級旋轉變壓器是通過(guò)在轉子和定子中相等地增加磁極數來(lái)實(shí)現的。最大轉速受旋轉變壓器的尺寸影響，一般用來(lái)提高精度。而一個(gè)單轉速旋轉變壓器本質(zhì)上是一個(gè)低精度的單圈絕對式裝置。隨著(zhù)轉速輸出的增加，旋轉變壓器也會(huì )失去絕對位置信息。如果空間允許，在一個(gè)多轉速旋轉變壓器上再加一個(gè)單轉速旋轉變壓器可既可提高精度，又可獲得絕對位置輸出。 

由于具有和電機相似的結構（繞組、疊片、軸承和支架），旋轉變壓器可用于超重載應用。因為不帶電路硬件，它能夠在更加極端的溫度下運行。因為不帶光學(xué)元件以及不需精密對準，它能耐受更多的沖擊和振動(dòng)。因為不帶光學(xué)元件和電路硬件，它能夠用于高輻射環(huán)境。

旋轉變壓器傳感器的工業(yè)應用：通常使用伺服電機和伺服驅動(dòng)器與旋轉變壓器配合來(lái)實(shí)現角速度與位置測量的應用包括：數控（CNC）和注塑機、升降機、機械手臂、電動(dòng)交通工具（電動(dòng)自行車(chē)、電動(dòng)滑板車(chē)、電動(dòng)輪椅等）、鐵路運輸、農業(yè)和建筑設備、公共汽車(chē)和重型卡車(chē)、高爾夫球車(chē)和低速電動(dòng)車(chē)。

結束語(yǔ)

總之，應根據應用來(lái)選擇旋轉變壓器或編碼器反饋?？刂齐娐泛铜h(huán)境是兩個(gè)最重要的考慮因素—找到了這兩個(gè)問(wèn)題的答案，選什么就很清楚了。

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