编码器

概念定义

编码器（encoder）是对信号或数据进行编制与转换的设备，使处理后的信号可用于通讯、传输或存储。被处理对象可以是比特流等信息，也可以是角位移或直线位移，因此“编码器”既用于描述信息信号转换设备，也用于描述运动与位置检测装置。

在位移检测领域，编码器把机械位移转换成电信号。用于角位移转换的形式称为码盘，用于直线位移转换的形式称为码尺。转换后的电信号用于表达位移大小、具体位置或运动状态。

编码器的基本工作过程包括接收原始信号或位移信息、进行编制或转换，以及输出适合后续使用的信号形式。信息处理类编码器着重改变信号或数据的表示形式，使其能够进入通讯、传输和存储环节；位移编码器则在机械位移与电信号之间建立对应关系。

增量式编码器先把位移转换成周期性电信号，再将电信号转变成计数脉冲，以脉冲数量表示位移大小。其输出反映位移变化的累积结果。绝对式编码器则让每一个位置对应一个确定的数字码，其示值取决于测量的起始位置和终止位置，与测量过程中经过的中间位置无关。

从功能流程看，编码器包含被处理对象、编制或转换过程以及输出信号三个部分。位移编码器的输入是角位移或直线位移，输出是相应的电信号；信息处理类编码器的输入可为比特流或其他数据，输出则是适合通讯、传输或存储的信号形式。

按照读出方式，编码器可分为接触式和非接触式。按照工作原理，则可分为增量式和绝对式。前一种分类反映编码器读取信息的方式，后一种分类反映位置或位移如何转换并表示为输出信号。增量式以周期信号及计数脉冲表达位移，绝对式以确定的数字码对应具体位置。

编码器可用于计算机编码，以及需要对信号或数据进行通讯、传输和存储的环节。在运动控制领域，编码器承担位置或运动状态检测功能。现代交流伺服系统通常采用矢量控制技术，并由高分辨率编码器检测电机的实际位置或运动状态。

在这类伺服应用中，编码器面对的是电机的机械运动，并将检测结果转换为电信号。角位移检测对应码盘形式，直线位移检测对应码尺形式；增量式与绝对式则分别以计数脉冲和确定数字码表示测量结果。不同分类共同体现了编码器从物理运动或原始数据到可用信号形式的转换作用。