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編碼器怎么區分單圈和多圈
閱讀:41 發布時間:2025-6-101. 測量原理與范圍
單圈編碼器
僅能測量360°范圍內的角度,一旦旋轉超過一圈(>360°),數據會自動歸零重新計數。適用于旋轉角度限制在一圈內的場景(如小型關節臂、閥門控制)。
多圈編碼器
通過機械或電子結構記錄多圈旋轉數據(如4096圈、65536圈),斷電后仍能保存絕對位置信息。適用于需要記錄大范圍位移的應用(如起重機卷筒、大型機械轉軸)。
2. 內部結構差異
單圈結構:
僅依賴單一碼盤,通過光電或磁感應技術生成位置編碼(如格雷碼),結構相對簡單。
多圈結構:
通常采用以下方式擴展測量范圍:
機械齒輪組:類似鐘表齒輪傳動,通過多級碼盤耦合記錄圈數(精度高但體積較大)。
電子計數器+電池:內置電池供電的電子計數器記錄圈數(需定期更換電池)。
韋根效應技術:利用韋根線(Wiegand wire)產生能量脈沖計數,無需電池(抗干擾強,體積?。?/p>
3. 外觀與參數標識
外觀:多圈編碼器因內部結構復雜,通常體積更大(尤其是機械齒輪型),而單圈編碼器更緊湊。
技術參數:
型號標注如“17bit/33bit":
17bit(單圈分辨率):每圈2^17=131,072個脈沖。
33bit(總分辨率):后16bit(2^16=65,536)表示圈數容量。
輸出接口:多圈編碼器更常用串行輸出(如SSI、CANopen)以減少布線復雜度,單圈可能采用并行輸出。
4. 應用場景判斷
單圈適用場景:
需要360°內高精度定位的設備(如機器人關節、伺服電機角度反饋)。
多圈適用場景:
需記錄長行程或多次旋轉的設備(如電梯提升高度、生產線傳送帶位移、風電變槳系統)。
5. 信號輸出與斷電記憶
斷電后行為:
單圈編碼器重啟后需重新校準零點(無圈數記憶)。
多圈編碼器斷電后仍保留絕對位置(包括圈數和角度),上電即用。
輸出類型:
多圈編碼器更傾向采用抗干擾的數字信號(如SSI、Modbus),單圈可能輸出模擬信號(如PWM、電壓)。
總結對比表
區分維度單圈編碼器多圈編碼器
測量范圍≤360°多圈(最高達65,536圈)
斷電記憶僅保存單圈角度保存圈數+角度絕對位置
結構復雜度簡單(單碼盤)復雜(齒輪/電子計數器/韋根線)
典型分辨率如12bit(4,096點/圈)如33bit(131,072點/圈 + 65,536圈)
應用場景機器人關節、小型旋轉設備起重機、電梯、大型機械
實際選型建議
優先選多圈的場景:需長距離定位、頻繁啟停或斷電后需恢復位置的應用。
優先選單圈的場景:空間受限、成本敏感且旋轉范圍≤360°的設備。
注意參數匹配:根據分辨率(bit數)和接口類型(并行/串行)選擇兼容的控制系統。
若需進一步驗證,可查閱編碼器型號手冊或通過輸出接口類型(如SSI多為多圈)輔助判斷
。實際應用中,多圈編碼器的機械齒輪型需關注磨損,電子型需注意電池維護。
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