下面是在網(wǎng)上找到的一篇關(guān)于伺服編碼器的詳細(xì)介紹，沒有提到維修更換方法
一、前言
伺服電機(jī)編碼器是安裝在伺服電機(jī)上用來測量磁極位置和伺服電機(jī)轉(zhuǎn)
角及轉(zhuǎn)速的一種傳感器，從物理介質(zhì)的不同來分，伺服電機(jī)編碼器可以分
為光電編碼器和磁電編碼器，另外旋轉(zhuǎn)變壓器也算一種特殊的伺服編碼器，
目前市場上使用的基本上是光電編碼器，不過磁電編碼器作為后起之秀，
有可靠，價(jià)格便宜，抗污染等特點(diǎn)，有趕超的光電編碼器趨勢。
二、伺服電機(jī)編碼器原理
伺服編碼器這個基本的功能與普通編碼器是一樣的，比如增量型的有
A,
A反，
B
B反，
Z
Z反
等信號，除此之外，伺服編碼器還有著跟普通編
碼器不同的地方，那就是伺服電機(jī)多數(shù)為同步電機(jī)，同步電機(jī)啟動的時候
需要知道轉(zhuǎn)子的磁極位置，這樣才能夠大力矩啟動伺服電機(jī)，這樣需要另
外配幾路信號來檢測轉(zhuǎn)子的當(dāng)前位置，比如增量型的就有UVW等信號，正
因?yàn)橛辛诉@幾路檢測轉(zhuǎn)子位置的信號，伺服編碼器顯得有點(diǎn)復(fù)雜了，以致
一般人弄不懂它的道理了，加上有些廠家故意掩遮一些信號，相關(guān)的資料
不齊全，就更加增添了伺服電機(jī)編碼器的神秘色彩。
由于AB兩相相差90度，可通過比較
A
相在前還是
B
相在前，以判
別編碼器的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)，通過零位脈沖，可獲得編碼器的零位參考位。
編碼器碼盤的材料有玻璃、金屬、塑料，玻璃碼盤是在玻璃上沉積很
薄的刻線，其熱穩(wěn)定性好，精度高，金屬碼盤直接以通和不通刻線，不易
碎，但由于金屬有一定的厚度，精度就有限制，其熱穩(wěn)定性就要比玻璃的
差一個數(shù)量級，塑料碼盤是經(jīng)濟(jì)型的，其成本低，但精度、熱穩(wěn)定性、壽
命均要差一些。
分辨率—編碼器以每旋轉(zhuǎn)
360
度提供多少的通或暗刻線稱為分辨率，
也稱解析分度、或直接稱多少線，一般在每轉(zhuǎn)分度
5~10000
線。
三、伺服電機(jī)編碼器分類
1
、增量型編碼器
除了普通編碼器的
ABZ
信號外，增量型伺服編碼器還有
UVW
信號，目
前國產(chǎn)和早期的進(jìn)口伺服大都采用這樣的形式，線比較多。
2
、絕對值型伺服電機(jī)編碼器
增量式編碼器
以轉(zhuǎn)動時輸出脈沖，通過計(jì)數(shù)設(shè)備來知道其位置，當(dāng)編
碼器不動或停電時，依靠計(jì)數(shù)設(shè)備的內(nèi)部記憶來記住位置。這樣，當(dāng)停電
后，編碼器不能有任何的移動，當(dāng)來電工作時，編碼器輸出脈沖過程中，
也不能有干擾而丟失脈沖，不然，計(jì)數(shù)設(shè)備記憶的零點(diǎn)就會偏移，而且這
種偏移的量是無從知道的，只有錯誤的生產(chǎn)結(jié)果出現(xiàn)后才能知道。
解決的方法是增加參考點(diǎn)，編碼器每經(jīng)過參考點(diǎn)，將
參考位置
修正進(jìn)
計(jì)數(shù)設(shè)備的記憶位置。
在參考點(diǎn)以前，
是不能保證位置的準(zhǔn)確性的。
為此，
在工控中就有每次操作先找參考點(diǎn)，開機(jī)找零等方法。
比如，打印機(jī)掃描儀的定位就是用的增量式編碼器原理，每次開機(jī)，
我們都能聽到噼哩啪啦的一陣響，它在找參考零點(diǎn)，然后才工作。
這樣的方法對有些工控項(xiàng)目比較麻煩，甚至不允許開機(jī)找零（開機(jī)后
就要知道準(zhǔn)確位置），于是就有了絕對編碼器的出現(xiàn)。
絕對型旋轉(zhuǎn)光電編碼器，因其每一個位置絕對唯一、抗干擾、無需掉
電記憶，已經(jīng)越來越廣泛地應(yīng)用于各種工業(yè)系統(tǒng)中的角度、長度測量和定
位控制。
絕對編碼器光碼盤上有許多道刻線，
每道刻線依次以
2
線、
4
線、
8
線、
16
線。。。。。。編排，這樣，在編碼器的每一個位置，通過讀取每道刻
線的通、暗，獲得一組從
2
的零次方到
2
的
n-1
次方的唯一的
2
進(jìn)制編碼
（
格雷
），這就稱為
n
位絕對編碼器。這樣的編碼器是由碼盤的機(jī)械位置
決定的，它不受停電、干擾的影響。
絕對編碼器由機(jī)械位置決定的每個位置的唯一性，它無需記憶，無需
找參考點(diǎn)，而且不用一直計(jì)數(shù)，什么時候需要知道位置，什么時候就去讀
取它的位置。這樣，編碼器的抗干擾特性、數(shù)據(jù)的可靠性大大提高了。
由于絕對編碼器在定位方面明顯地優(yōu)于增量式編碼器，已經(jīng)越來越多
地應(yīng)用于伺服電機(jī)上。絕對型編碼器因其高精度，輸出位數(shù)較多，如仍用
并行輸出，其每一位輸出信號必須確保連接很好，對于較復(fù)雜工況還要隔
離，連接電纜芯數(shù)多，由此帶來諸多不便和降低可靠性，因此，絕對編碼
器在多位數(shù)輸出型，一般均選用串行輸出或總線型輸出，
德國
生產(chǎn)的絕對
型編碼器串行輸出最常用的是
SSI
（同步串行輸出）。
從單圈
絕對式編碼器
到多圈絕對式編碼器
旋轉(zhuǎn)單圈絕對式編碼器，
以轉(zhuǎn)動中測量光碼盤各道刻線，
以獲取唯一的編碼，
當(dāng)轉(zhuǎn)動超過
360
度時，
編碼又回到原點(diǎn)，這樣就不符合絕對編碼唯一的原則，這樣的編碼器只能
用于旋轉(zhuǎn)范圍
360
度以內(nèi)的測量，稱為單圈絕對式編碼器。如果要測量旋
轉(zhuǎn)超過
360
度范圍，就要用到多圈絕對式編碼器。
編碼器生產(chǎn)廠家運(yùn)用鐘表齒輪機(jī)械的原理，當(dāng)中心碼盤旋轉(zhuǎn)時，通過
齒輪傳動另一組碼盤（或多組齒輪，多組碼盤），在單圈編碼的基礎(chǔ)上再
增加圈數(shù)的編碼，以擴(kuò)大編碼器的測量范圍，這樣的絕對編碼器就稱為多
圈式絕對編碼器，它同樣是由機(jī)械位置確定編碼，每個位置編碼唯一不重
復(fù)，而無需記憶。
多圈編碼器另一個優(yōu)點(diǎn)是由于測量范圍大，實(shí)際使用往往富裕較多，
這樣在安裝時不必要費(fèi)勁找零點(diǎn)，將某一中間位置作為起始點(diǎn)就可以了，
而大大簡化了安裝調(diào)試難度。多圈式絕對編碼器在長度定位方面的優(yōu)勢明
顯，目前
歐洲
新出來的伺服電機(jī)基本上都采用多圈
絕對值
型編碼器。
3
、正余弦伺服電機(jī)編碼器
由一個中心有軸的光電碼盤，其上有環(huán)形通、暗的刻線，有光電發(fā)射
和接收器件讀取
,
獲得四組正弦波信號組合成
A
、
B
、
C
、
D,
每個正弦波相差
90
度相位差（相對于一個
周波
為
360
度），將
C
、
D
信號反向，疊加在
A
、
B
兩相上，可增強(qiáng)穩(wěn)定信號；另每轉(zhuǎn)輸出一個
Z
相脈沖以代表零位參考位。
普通的正余弦編碼器具備一對正交的
sin
，
cos 1Vp-p
信號，相當(dāng)于方
波信號的增量式編碼器的
AB
正交信號，每圈會重復(fù)許許多多個信號周期，
比如
2048
等；以及一個窄幅的對稱三角波
Index
信號，相當(dāng)于增量式編碼
器的
Z
信號，一圈一般出現(xiàn)一個；這種正余弦編碼器實(shí)質(zhì)上也是一種增量
式編碼器。另一種正余弦編碼器除了具備上述正交的
sin
、
cos
信號外，還
具備一對一圈只出現(xiàn)一個信號周期的相互正交的
1Vp-p
的正弦型
C
、
D
信號，
如果以
C
信號為
sin
，則
D
信號為
cos
，通過
sin
、
cos
信號的高倍率細(xì)分
技術(shù)，不僅可以使正余弦編碼器獲得比原始信號周期更為細(xì)密的名義檢測
分辨率，比如
2048
線的正余弦編碼器經(jīng)
2048
細(xì)分后，就可以達(dá)到每轉(zhuǎn)
400
多萬線的名義檢測分辨率，當(dāng)前很多歐美伺服廠家都提供這類高分辨率的
伺服系統(tǒng)，而國內(nèi)廠家尚不多見；此外帶
C
、
D
信號的正余弦編碼器的
C
、
D
信號經(jīng)過細(xì)分后，還可以提供較高的每轉(zhuǎn)絕對位置信息，比如每轉(zhuǎn)
2048
個
絕對位置，因此帶
C
、
D
信號的正余弦編碼器可以視作一種模擬式的單圈絕
對編碼器。
9 g0 n9
正余弦伺服電機(jī)編碼器的優(yōu)點(diǎn)是不用采用高頻率的通訊即可讓伺服驅(qū)
動器獲得高精度的細(xì)分，
這樣降低了硬件要求，
同是由于有單圈角度信號，
可以讓伺服電機(jī)啟動平穩(wěn)，啟動力矩大。
編輯本段
三、伺服電機(jī)編碼器的輸出信號
1
、
OC
輸出：就是平常說的三極管輸出，連接需要考慮輸入阻抗和電路
回路問題
2
、電壓輸出：其實(shí)也是
OC
輸出一種格式，不過內(nèi)置了有源電路
3
、推挽輸出：接口連接方便，不用考慮
NPN
和
PNP
問題
4
、差動輸出：抗干擾好，傳輸距離遠(yuǎn)，大部分伺服編碼器采用這種輸
出
編輯本段
四、伺服電機(jī)編碼器使用注意的事項(xiàng)是：
（
1
）安裝
安裝時不要給軸施加直接的沖擊。
伺服電機(jī)編碼器軸與機(jī)器的連接，應(yīng)使用柔性連接器。在軸上裝連接
器時，不要硬壓入。即使使用連接器，因安裝不良，也有可能給軸加上比
允許負(fù)荷還大的負(fù)荷，或造成撥芯現(xiàn)象，因此，要特別注意。
軸承壽命與使用條件有關(guān)，受軸承荷重的影響特別大。如軸承負(fù)荷比
規(guī)定荷重小，可大大延長軸承壽命。
不要將編碼器進(jìn)行拆解，這樣做將有損防油和防滴性能。防滴型產(chǎn)品
不宜長期浸在水、油中，表面有水、油時應(yīng)擦拭干凈。
（
2
）振動
加在編碼器上的振動，往往會成為誤脈沖發(fā)生的原因。因此，應(yīng)對設(shè)
置場所、安裝場所加以注意。每轉(zhuǎn)發(fā)生的脈沖數(shù)越多，旋轉(zhuǎn)槽圓盤的槽孔
間隔越窄，越易受到振動的影響。在低速旋轉(zhuǎn)或停止時，加在軸或本體上
的振動使旋轉(zhuǎn)槽圓盤抖動，可能會發(fā)生誤脈沖。
（
3
）關(guān)于配線和連接
① 配線應(yīng)在電源
OFF
狀態(tài)下進(jìn)行，電源接通時，若輸出線接觸電源，
則有時會損壞輸出回路。
② 若配線錯誤，則有時會損壞內(nèi)部回路，所以配線時應(yīng)充分注意電源
的極性等。
3
若和高壓線、動力線并行配線，則有時會受到感應(yīng)造成誤動作成損
壞，所以要分離開另行配線。
④ 延長電線時，應(yīng)在
10m
以下。并且由于電線的分布容量，波形的上
升、下降時間會較長，有問題時，采用
施密特
回路等對波形進(jìn)行整形。
⑤ 為了避免感應(yīng)噪聲等，
要盡量用最短距離配線。
向集成電路輸入時，
特別需要注意。
6
電線延長時，因?qū)w電阻及線間電容的影響，波形的上升、下降時
間加長，容易產(chǎn)生信號間的干擾（串音），因此應(yīng)用電阻小、線間電容低
的電線（雙絞線、屏蔽線）。
編輯本段
五、伺服電機(jī)編碼器維修和更換
對位麻煩是伺服編碼器維修和更換的技術(shù)難點(diǎn)，由于一般伺服電機(jī)廠
家為了技術(shù)保密和防止競爭對手防止它們的產(chǎn)品，都不公開伺服編碼器的
磁極原點(diǎn)對位原理，而且每家公司的伺服編碼器對位原理都不一樣，這樣
給伺服編碼器的維修帶來麻煩，一般采用跟一臺好的編碼器比較的方法進(jìn)
行破解，這樣對一般維修公司是一種大的挑戰(zhàn)，維修過程不再是傳統(tǒng)的萬
用表能夠解決問題了，需要采用數(shù)據(jù)域的維修理念來進(jìn)行
�？蛻粼谶x擇伺
服編碼器維修的時候，應(yīng)該要選擇容濟(jì)這樣大的維修公司來考慮，不然可
能會越修理越壞。另外修理過程中不要輕易拆開編碼器的碼盤和電路，不
然可能好的東西都被搞壞了。
滬公網(wǎng)安備31010802001143號
