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一般而言,，設(shè)計工業(yè)機器人時會使用兩種編碼器：光學(xué)與磁性編碼器。那么什么是編碼器呢,？
編碼器（encoder）是將信號（如比特流）或數(shù)據(jù)進行編制,、轉(zhuǎn)換為可用以通訊、傳輸和存儲的信號形式的設(shè)備,。編碼器把角位移或直線位移轉(zhuǎn)換成電信號,，前者稱為碼盤，后者稱為碼尺,。按照讀出方式編碼器可以分為接觸式和非接觸式兩種,；按照工作原理編碼器可分為增量式和絕對式兩類。
增量式編碼器是將位移轉(zhuǎn)換成周期性的電信號,，再把這個電信號轉(zhuǎn)變成計數(shù)脈沖,，用脈沖的個數(shù)表示位移的大小。絕對式編碼器的每一個位置對應(yīng)一個確定的數(shù)字碼,，因此它的示值只與測量的起始和終止位置有關(guān),，而與測量的中間過程無關(guān)。
一,、編碼器的分類
根據(jù)檢測原理,，編碼器可分為光學(xué)式,、磁式、感應(yīng)式和電容式,，根據(jù)其刻度方法及信號輸出形式,，可分為增量式、絕對式以及混合式三種,。
1,、 增量式編碼器：
增量式編碼器是直接利用光電轉(zhuǎn)換原理輸出三組方波脈沖A、B和Z相,；A,、B兩組脈沖相位差90度，從而可方便的判斷出旋轉(zhuǎn)方向,，而Z相為每轉(zhuǎn)一個脈沖,，用于基準(zhǔn)點定位。它的優(yōu)點是原理構(gòu)造簡單,，機械平均壽命可在幾萬小時以上,，抗干擾能力強，可靠性高,，適合于長距離傳輸,。其缺點是無法輸出軸轉(zhuǎn)動的絕對位置信息。
2,、 絕對式編碼器：
絕對式編碼器是直接輸出數(shù)字的傳感器,，在它的圓形碼盤上沿徑向有若干同心碼盤，每條道上有透光和不透光的扇形區(qū)相間組成,，相鄰碼道的扇區(qū)樹木是雙倍關(guān)系,，碼盤上的碼道數(shù)是它的二進制數(shù)碼的位數(shù)，在碼盤的一側(cè)是光源,，另一側(cè)對應(yīng)每一碼道有一光敏元件,，當(dāng)碼盤處于不同位置時，各光敏元件根據(jù)受光照與否轉(zhuǎn)換出相應(yīng)的電平信號,，形成二進制數(shù),。這種編碼器的特點是不要計數(shù)器，在轉(zhuǎn)軸的任意位置都可讀書一個固定的與位置相對應(yīng)的數(shù)字碼,。顯然,，碼道必須N條碼道。目前國內(nèi)已有16位的絕對編碼器產(chǎn)品,。
3,、混合式絕對編碼器：
混合式絕對編碼器，它輸出兩組信息,，一組信息用于檢測磁極位置,，帶有絕對信息功能,；另一組則完全同增量式編碼器的輸出信息。
二,、光電編碼器的應(yīng)用
增量型編碼器與絕對型編碼器區(qū)別
1,、角度測量
汽車駕駛模擬器，對方向盤旋轉(zhuǎn)角度的測量選用光電編碼器作為傳感器,。重力測量儀,，采用光電編碼器，把他的轉(zhuǎn)軸與重力測量儀中補償旋鈕軸相連,，扭轉(zhuǎn)角度儀,，利用編碼器測量扭轉(zhuǎn)角度變化，如扭轉(zhuǎn)實驗機,、漁竿扭轉(zhuǎn)釣性測試等,。擺錘沖擊實驗機，利用編碼器計算沖擊是擺角變化,。
2,、長度測量
計米器，利用滾輪周長來測量物體的長度和距離,。
拉線位移傳感器,，利用收卷輪周長計量物體長度距離。
聯(lián)軸直測,，與驅(qū)動直線位移的動力裝置的主軸聯(lián)軸,，通過輸出脈沖數(shù)計量,。
介質(zhì)檢測,，在直齒條、轉(zhuǎn)動鏈條的鏈輪,、同步帶輪等來傳遞直線位移信息,。
3、速度測量
線速度,，通過跟儀表連接,，測量生產(chǎn)線的線速度
角速度，通過編碼器測量電機,、轉(zhuǎn)軸等的速度測量
4,、位置測量
機床方面，記憶機床各個坐標(biāo)點的坐標(biāo)位置,，如鉆床等
自動化控制方面,，控制在牧歌位置進行指定動作。如電梯,、提升機等
5,、同步控制
通過角速度或線速度,，對傳動環(huán)節(jié)進行同步控制，以達到張力控制
三,、增量型編碼器（旋轉(zhuǎn)型）
1,、工作原理：
由一個中心有軸的光電碼盤，其上有環(huán)形通,、暗的刻線,，有光電發(fā)射和接收器件讀取，獲得四組正弦波信號組合成A,、B,、C、D,，每個正弦波相差90度相位差（相對于一個周波為360度）,，將C、D信號反向,，疊加在A,、B兩相上，可增強穩(wěn)定信號,；另每轉(zhuǎn)輸出一個Z相脈沖以代表零位參考位,。
由于A、B兩相相差90度,，可通過比較A相在前還是B相在前,，以判別編碼器的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)，通過零位脈沖,，可獲得編碼器的零位參考位,。
編碼器碼盤的材料有玻璃、金屬,、塑料,，玻璃碼盤是在玻璃上沉積很薄的刻線，其熱穩(wěn)定性好,，精度高,，金屬碼盤直接以通和不通刻線，不易碎,，但由于金屬有一定的厚度,，精度就有限制，其熱穩(wěn)定性就要比玻璃的差一個數(shù)量級,，塑料碼盤是經(jīng)濟型的,，其成本低，但精度,、熱穩(wěn)定性,、壽命均要差一些,。
分辨率—編碼器以每旋轉(zhuǎn)360度提供多少的通或暗刻線稱為分辨率，也稱解析分度,、或直接稱多少線,，一般在每轉(zhuǎn)分度5~10000線。
2,、信號輸出：
信號輸出有正弦波（電流或電壓）,，方波（TTL、HTL）,，集電極開路（PNP,、NPN），推拉式多種形式,，其中TTL為長線差分驅(qū)動（對稱A,，A-;B，B-;Z,，Z-）,，HTL也稱推拉式、推挽式輸出,，編碼器的信號接收設(shè)備接口應(yīng)與編碼器對應(yīng),。
信號連接—編碼器的脈沖信號一般連接計數(shù)器、PLC,、計算機,，PLC和計算機連接的模塊有低速模塊與高速模塊之分，開關(guān)頻率有低有高,。
如單相聯(lián)接,，用于單方向計數(shù)，單方向測速,。
A.B兩相聯(lián)接,，用于正反向計數(shù)、判斷正反向和測速,。
A、B,、Z三相聯(lián)接,，用于帶參考位修正的位置測量。
A,、A-,，B、B-,，Z,、Z-連接,，由于帶有對稱負信號的連接，電流對于電纜貢獻的電磁場為0,，衰減最小,，抗干擾最佳，可傳輸較遠的距離,。
對于TTL的帶有對稱負信號輸出的編碼器,，信號傳輸距離可達150米。
對于HTL的帶有對稱負信號輸出的編碼器,，信號傳輸距離可達300米,。
3、增量式編碼器的問題：
增量型編碼器存在零點累計誤差,，抗干擾較差,，接收設(shè)備的停機需斷電記憶，開機應(yīng)找零或參考位等問題,，這些問題如選用絕對型編碼器可以解決,。
增量型編碼器的一般應(yīng)用：
測速，測轉(zhuǎn)動方向,，測移動角度,、距離（相對）。
四,、絕對型編碼器（旋轉(zhuǎn)型）
絕對編碼器光碼盤上有許多道光通道刻線,，每道刻線依次以2線、4線,、8線,、16 線……編排，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(shù)，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(shù)據(jù)的可靠性大大提高了,。
五、單圈絕對值編碼器與多圈絕對值編碼器
旋轉(zhuǎn)單圈絕對值編碼器,，以轉(zhuǎn)動中測量光電碼盤各道刻線,，以獲取唯一的編碼，當(dāng)轉(zhuǎn)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(zhuǎn)范圍360度以內(nèi)的測量,，稱為單圈絕對值編碼器,。
如果要測量旋轉(zhuǎn)超過360度范圍，就要用到多圈絕對值編碼器,。
編碼器生產(chǎn)廠家運用鐘表齒輪機械的原理,，當(dāng)中心碼盤旋轉(zhuǎn)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(chǔ)上再增加圈數(shù)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(fù),，而無需記憶,。
多圈編碼器另一個優(yōu)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(diào)試難度,。（來源：機器人在線）
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