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光學(xué)式、磁式和電容式是可供工程師使用的三種主要編碼器技術(shù)。不過，要確定哪種技術(shù)適合最終應(yīng)用，還需要考慮一些因素。為了幫助工程師選型，本文將概述光學(xué)式、磁式和電容式三種編碼器技術(shù)，并且略述各種技術(shù)的利弊權(quán)衡。
1 光學(xué)編碼器
多年來，光學(xué)編碼器一直都是運(yùn)動控制應(yīng)用市場的熱門選擇。它由LED光源（通常是紅外光源）和光電探測器組成，二者分別位于編碼器碼盤兩側(cè)。碼盤由塑料或玻璃制成，上面間隔排列著一系列透光和不透光的線或槽。碼盤旋轉(zhuǎn)時，LED光路被碼盤上間隔排列的線或槽阻斷，從而產(chǎn)生兩路典型的方波A和B正交脈沖，可用于確定軸的旋轉(zhuǎn)和速度。
磁性編碼器的結(jié)構(gòu)與光學(xué)編碼器類似，但它利用的是磁場，而非光束。磁性編碼器使用磁性碼盤替代帶槽光電碼盤，磁性碼盤上帶有間隔排列的磁極，并在一列霍爾效應(yīng)傳感器或磁阻傳感器上旋轉(zhuǎn)。碼盤的任何轉(zhuǎn)動都會使這些傳感器產(chǎn)生響應(yīng)，而產(chǎn)生的信號將傳輸至信號調(diào)理前端電路以確定軸的位置。相較于光學(xué)編碼器，磁性編碼器的優(yōu)勢在于更耐用、抗振和抗沖擊。而且，在遇到灰塵、污垢和油漬等污染物的情況下，光學(xué)編碼器的性能會大打折扣，磁性編碼器卻不受影響，因此非常適合惡劣環(huán)境應(yīng)用。不過，電機(jī)（尤其是步進(jìn)電機(jī)）產(chǎn)生的電磁干擾會對磁性編碼器造成極大的影響，并且溫度變化也會使其產(chǎn)生位置漂移。此外，磁性編碼器的分辨率和精度相對較低，在這方面遠(yuǎn)不及光學(xué)和電容式編碼器。
3 電容式編碼器
電容式編碼器主要由三部分組成：轉(zhuǎn)子、固定發(fā)射器和固定接收器。電容感應(yīng)使用條狀或線狀紋路，一極位于固定元件上，另一極位于活動元件上，以構(gòu)成可變電容器，并配置成一對接收器/發(fā)射器。轉(zhuǎn)子上蝕刻了正弦波紋路，隨著電機(jī)軸的轉(zhuǎn)動，這種紋路可產(chǎn)生特殊但可預(yù)測的信號。隨后，該信號經(jīng)由編碼器的板載ASIC轉(zhuǎn)換，以計算軸的位置和旋轉(zhuǎn)方向。
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