绝对式编码器何时适合您的设计？

当您需要测量旋转轴的速度、运动方向或位置时，您可能需要一个旋转编码器。而当您需要选择时，主要有两种类型可供考虑：增量编码器和绝对编码器。

做出正确的选择非常重要，这就是为什么我们特意为您整理了这份简短指南，介绍绝对编码器，帮助您了解它们是什么、它们与增量编码器的区别以及在哪些情况下您可能需要使用它们。

什么是绝对值编码器？

绝对编码器在每个旋转位置提供唯一的位置值或数据字，来表示编码器的“绝对”位置。从开启电源的那一刻起，绝对编码器就可以告诉您它正在测量的旋转轴的确切位置。它通过使用光学、磁性或电容传感器来读取随着轴一起旋转的盘片上的唯一编码来实现这一点。关键是，绝对编码器可以在不需要旋转轴的情况下执行此功能，即使在临时断电的情况下也能保持对该位置的跟踪。编码器盘上唯一编码的数量越多，位置读数的精度就越高。

分辨率以比特（二进制位）表示，对应每次旋转中唯一数据字的数量。绝对编码器分为单圈和多圈两种类型。单圈编码器在完整的一圈旋转（360°）内提供位置数据，其输出会在轴的每次旋转中重复。多圈编码器也能在单圈内提供位置数据，但它们额外配备一个“圈数”计数器，用于测量旋转的圈数。

绝对编码器 vs. 增量编码器

相反，增量编码器通过在轴旋转时生成脉冲来工作。一个典型的增量编码器生成两个相位相差90度的方波。这些脉冲需要由编码器外部的电子设备进行跟踪或计数。

分辨率由每转脉冲数（PPR）表示，代表增量编码器从其任一方波输出中会产生的高脉冲数。

由于增量式编码器的输出始终处于4种重复状态中的一种，因此编码器必须参考一个已知的固定位置或“归位点”（home）以提供有意义的位置信息。从归位点（通常与编码器的索引脉冲对齐）开始，可以跟踪轴旋转的增量变化，从而得知轴的绝对位置。这必须在每次打开增量式编码器或发生临时断电的情况下实现。因此，获取绝对位置读数所需的时间更长——且需要轴旋转才能提供该信息。

增量编码器比绝对编码器的结构更简单，因此通常价格更低（尽管价格差距在逐渐缩小）。如果您仅需要监测速度、运动方向或相对位置，增量编码器通常是最佳选择；但如果绝对位置是您的主要关注点，那么绝对编码器才是适合的选择。

为什么选择绝对编码器而不是增量编码器？

首先，由于绝对编码器能够保持轴的位置，一旦通电后就可以立即知道其位置。您无需等待归零或校准序列完成，即可在启动时或断电后快速获取所需的位置数据，即使在编码器断电期间轴已经被旋转过。

在许多系统中，启动时知道绝对位置可能是至关重要的，因为在某些位置，朝一个方向继续旋转轴是安全的，而朝另一个方向则可能不安全。根据具体应用，如果搞错了，可能会导致设备损坏、人身伤害，甚至更严重的后果。在这样的情况下，在任何部件移动之前，了解旋转装置的确切位置至关重要。

同样重要的是，绝对编码器能够实时提供真实位置。随着越来越多的系统数字化并连接到中央通信总线，能够在需要时以最小的延迟查询编码器的实时位置是一大优势。使用增量编码器来跟踪位置，即使在归零过程之后，也需要通过外部电路（通常通过正交解码）跟踪所有脉冲。除了需要额外的外部电路之外，这也意味着在确定位置时会存在一定的延迟。

此外，还有其他好处。采用绝对值编码器的系统通常对电气噪声的敏感性较低，因为它们通过读取来自二进制编码器的错误校验码，或者通过串行总线以数字方式获取位置信息，而不需要像增量编码器那样计算脉冲。

与此相关的是，在同一系统中结合多个绝对编码器相对来说是比较简单的——例如用于工厂自动化或具有多个关节的机械臂。如果使用增量编码器，监控多个设备的输出会变得非常复杂，需要大量的处理能力。而使用绝对编码器，特别是那些可以连接到中央通信总线的编码器，您可以单独从每个编码器获取数据，这需要的处理能力要少得多。

绝对编码器的应用

在阐明了绝对编码器和增量编码器之间的关键区别之后，让我们简要了解一下绝对编码器所应用的一些具体场景。

一个关键市场是机器人技术——这是一个快速扩展的领域，涵盖了各种各样的行业。在制造业中，可以看到用于装配、焊接、喷漆以及其他任务的机器人手臂。在医疗行业也能找到它们。例如，远程手术需要大量来自机器人手臂的极其精确的位置信息。家庭辅助机器人是绝对编码器的另一个新兴应用场景。

然而，这只是一个领域，随着更多系统转向数字化以及增量编码器与绝对编码器之间的价格差距逐渐缩小，绝对编码器的应用种类正在工业和消费市场中变得几乎无穷无尽。从自动门和相机稳定器到工厂自动化，绝对编码器是一种高度高效且日益经济实惠的定位方式。

绝对编码器选项

为您的产品设计选择合适类型的编码器至关重要，因此了解增量编码器和绝对编码器之间的关键差异尤为重要。随着价格差距逐渐缩小以及技术的不断变化，绝对编码器相较于增量编码器具备许多显著优势，成为满足您位置反馈需求的一个颇具吸引力的选择。