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編碼器怎么區分單圈和多圈

閱讀:41          發布時間:2025-6-10

1. 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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