，不要错过精彩的内容
编排 |labelerHuang
来源 |捷配电子工程师笔记
编码器在运动控制产品中很常见。旋转编码器是运动控制反馈电路的关键部件，包括工业自动化设备和工艺控制、机器人技术、医疗设备、能源、航空航天等。
光学、磁性和电容是工程师使用的三种主要编码技术。然而，需要考虑一些因素来确定哪种技术最适合最终应用。
本文将概述光学、磁和电容三种编码器技术，并对各种技术的优缺点进行权衡。
嵌入式专栏
1
光学编码器多年来一直是运动控制应用市场的热门选择。它由 组成LED 光源(通常是红外光源)和光电探测器分别位于编码器码盘两侧。
图 1:典型的光学编码器 A 和 B 正交脉冲包括索引脉冲(图片来源:CUI Devices）
光学编码器虽然应用广泛，但仍存在一些缺陷。污染物会堆积在码盘上，阻碍 LED 光传输到光学传感器。
由于受污染的码盘可能导致方波不连续或完全丢失，光学编码器的可靠性和精度受到很大影响。
LED 的使用寿命有限，最终会烧坏，导致编码器故障。此外，由于振动或极端温度，玻璃或塑料码盘容易损坏，限制了光学编码器在恶劣环境中的应用范围；组装在电机上不仅耗时，而且更有污染风险。
最后，如果光学编码器分辨率高，会消耗 100 mA 上述电流进一步影响了其在移动设备或电池供电设备中的应用。
嵌入式专栏
2
磁性编码器的结构与光学编码器相似，但它使用磁场而不是光束。
代码盘的任何旋转都会响应这些传感器，并将信号传输到信号调节前端电路，以确定轴的位置。
相较于光学编码器，磁性编码器的优势在于更耐用、抗振和抗冲击。而且，在遇到灰尘、污垢和油渍等污染物的情况下，光学编码器的性能会大打折扣，磁性编码器却不受影响，因此非常适合恶劣环境应用。然而，电机（特别是步进电机）产生的电磁干扰会对磁性编码器产生很大的影响，温度变化也会导致位置漂移。
此外，磁性编码器的分辨率和精度相对较低，远低于光学和电容编码器。
嵌入式专栏
3
正弦波纹路蚀刻在转子上。随着电机轴的旋转，这种纹路可以产生特殊但可预测的信号。然后，该信号通过编码器的板载 ASIC 转换，计算轴的位置和旋转方向。
图片 2：编码器码盘比较(图片来源:CUI Devices）
嵌入式专栏
4
事实证明，CUI Devices 的 AMT 基于电容的编码器系列技术具有高可靠性和高精度的特点。
由于无需 LED 或视距，电容式编码器即使遇到会对光学编码器产生不利影响的环境污染物(如灰尘、污垢码器也能达到预期效果。
此外，与光学编码器使用的玻璃码盘相比，它不太可能受到振动和极高/极低温度的影响。
如前所述，电容编码器不存在 LED 烧坏，所以使用寿命往往比光学编码器长。
因此，电容编码器的包装尺寸较小，整个分辨率范围内的电流消耗较小，只有 6 至 18 mA，这使得它更适合电池供电。
鉴于电容技术的稳定性、精度和分辨率高于磁性编码器，后者所面临的电磁干扰和电噪声对其影响不大。此外，在灵活性和可编程性方面，电容式编码器的数字特性也可以带来关键优势。由于光学或磁性编码器的分辨率由编码器代码盘决定，当需要其他分辨率时，应每次使用新的编码器，以增加设计和制造过程的时间和成本。
然而，
涉及 BLDC 当电机转向时，电容式编码器允许数字对准和索引脉冲设置，光学编码器可能重复和耗时。
为了优化系统或现场排除故障，设计师可以进一步访问系统数据。
对比电容式、光学式和磁性技术的关键性能指标(图片来源:CUI Devices）
嵌入式专栏
5
在许多运动控制应用中，温度、振动和环境污染物是编码器必须应对的重要挑战。电容式编码器可以克服这些挑战。
与光学或磁性技术相比，它可以为设计师提供可靠、准确、灵活的解决方案。
此外，电容编码器还增加了可编程和诊断功能，使其更适合现代物联网 (IoT) 和工业物联网 (IIoT) 应用。
本文资料来源于网络，版权归原作者所有。如涉及作品版权，请联系我删除。
------------------------
后台回复『』『』阅读更多相关文章。
回复“”按规则加入技术交流群，回复“”查看更多内容。
点击“”查看更多分享，欢迎