编码器原理_图旋转_
Time:2023-06-18 21:03:44
关于编码器原理的问题，我们总结了以下几点，给你解答：
编码器原理
基本结构
说到的视频服务器其实是编码器，既然是编码器就必然对应着有解码器。编码器是按照一定的压缩标准，把模拟信号编码成可以在计算机网络中传输的数字信号;而视频解码器(Video-Decoder)则是把数字信号还原成模拟信号，通过模拟视频输出接口(NTSC/PAL)与电视墙连接，实现在电视机/监视器上显示。当我们用电视墙显示的时候需要配置视频解码器。
我们可以把视频服务器可以看作是不带硬盘的数字视频机，由一个或多个模拟视频输入口、图像数字处理器、压缩芯片和具有网络功能的Web 服务器、RJ-45网络接入口组成。
基本原理
在Web服务器嵌入了实时操作系统，摄像机的视频信号经过模拟/数字转换，由高效压缩芯片压缩，通过内部总线传送到Web服务器，配置好IP地址、网关、路由后，网络上用户可以直接用IE浏览器访问Web服务器浏览现场视频图像，可以进行镜头的变焦、变倍操作，控制摄像机云台的旋转。
基本功能特点
✦ 采用嵌入式设计，产品体积小，集成度高，可安装于多种场所，便于组网
✦ 支持PAL/NTSC复合视频
✦ 支持D1高清晰MPEG4视频压缩，向下支持CIF、HalfD1格式
✦ 支持MP3音频压缩
✦ 通过网络进行人脸识别、截取、存储，大大增强后期取证时的判断准确度
✦ 系统集成Web Server,使用Web页面便可轻松实现远程监看、控制、设置
✦ 支持多种网络的远程升级，使维护轻松简便
✦ 支持动态IP地址，支持局域网、Internet(ADSL、有线通)
✦ 支持多种无线传输，802.11g无线局域网、CDMA、GPRS
✦ 双向语音对讲，使远程通话成本大大降低
✦ 网络自适应技术，根据网络带宽自动调整视频帧率
✦ 视频码率16Kbps-4Mbps连续可调，帧率1-30 (1-25)连续可调
✦ 画面延迟小于200毫秒(局域网)
✦ 视频遮挡、移动侦测、探头等报警功能(可设区域和灵敏度)
✦ RS-422/485串口，支持透明串口传输、支持云台控制、高速球机或摄像机等外置设备
✦ 支持多用户同时访问，多级用户密码权限管理
✦ 录像文件可直接使用Microsoft Media Player播放
✦ 异常自动恢复功能，网络中断后可自动连接
旋转编码器原理
旋转编码器的工作原理
对于工业控制中的定位问题，一般采用接近开关、光电开关等装置。随着工控的不断发展，出现了旋转编码器，其特点是：
1、信息化：除了定位，控制室还可知道其具体位置；
2、柔性化：定位可以在控制室柔性调整；
3、安装方便和安全、使用寿命长。
一个旋转编码器，可以测量从几个微米到几十几百米的距离。多个工位，只要选用一个旋转编码器，就可以避免使用多各接近开关、光电开关，解决现场机械安装麻烦，容易被撞坏和遭高温、水气困扰等问题。
由于是光电码盘，无机械损耗，只要安装位置准确，其使用寿命往往很长。
4、多功能化：除了定位，还可以远传当前位置，换算运动速度，对于变频器，步进电机等的应用尤为重要。
5、经济化：对于多个控制工位，只需一个旋转编码器，安装、维护、损耗成本降低，使用寿命增长。
鉴于以上优点，旋转编码器已经越来越广泛地被应用于各种工控场合。
编码器（encoder）是将物理信号编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号的一种设备。应用于速度控制或位置控制系统的检测元件。
编码器是把角位移或直线位移转换成电信号的一种装置。前者成为码盘，后者称码尺。
旋转编码器是用来测量转速的装置。它分为单路输出和双路输出两种。技术参数主要有每转脉冲数（几十个到几千个都有），和供电电压等。单路输出是指旋转编码器的输出是一组脉冲，而双路输出的旋转编码器输出两组相位差90度的脉冲，通过这两组脉冲不仅可以测量转速，还可以判断旋转的方向。
增量型编码器 (旋转型) 工作原理:
由一个中心有轴的光电码盘，其上有环形通、暗的刻线，有光电发射和接收器件读取,获得四组正弦波信号组合成A、B、C、D,每个正弦波相差90度相位差（相对于一个周波为360度），将C、D信号反向，叠加在A、B两相上，可增强稳定信号；另每转输出一个Z相脉冲以代表零位参考位。
由于A、B两相相差90度，可通过比较A相在前还是B相在前，以判别编码器的正转与反转，通过零位脉冲，可获得编码器的零位参考位。
编码器码盘的材料有玻璃、金属、塑料，玻璃码盘是在玻璃上沉积很薄的刻线，其热稳定性好，精度高，金属码盘直接以通和不通刻线，不易碎，但由于金属有一定的厚度，精度就有限制，其热稳定性就要比玻璃的差一个数量级，塑料码盘是经济型的，其成本低，但精度、热稳定性、寿命均要差一些。
分辨率—编码器以每旋转360度提供多少的通或暗刻线称为分辨率，也称解析分度、或直接称多少线，一般在每转分度5~10000线。
信号输出:
信号输出有正弦波（电流或电压）,方波（TTL、HTL）,集电极开路（PNP、NPN）,推拉式多种形式，其中TTL为长线差分驱动（对称A,A-;B,B-;Z,Z-）,HTL也称推拉式、推挽式输出，编码器的信号接收设备接口应与编码器对应。
信号连接—编码器的脉冲信号一般连接计数器、PLC、计算机，PLC和计算机连接的模块有低速模块与高速模块之分，开关频率有低有高。
如单相联接，用于单方向计数，单方向测速。
A.B两相联接，用于正反向计数、判断正反向和测速。
A、B、Z三相联接，用于带参考位修正的位置测量。
A、A-，B、B-，Z、Z-连接，由于带有对称负信号的连接，电流对于电缆贡献的电磁场为0，衰减最小，抗干扰最佳，可传输较远的距离。
对于TTL的带有对称负信号输出的编码器，信号传输距离可达150米。
对于HTL的带有对称负信号输出的编码器，信号传输距离可达300米。
1、按照读出方式编码器可以分为接触式和非接触式两种．
接触式采用电刷输出，一电刷接触导电区或绝缘区来表示代码的状态是“1”还是“0”；非接触式的接受敏感元件是光敏元件或磁敏元件，采用光敏元件时以透光区和不透光区来表示代码的状态是“1”还是“0”。
2、按照工作原理编码器可分为增量式和绝对式两类。
增量式编码器是将位移转换成周期性的电信号，再把这个电信号转变成计数脉冲，用脉冲的个数表示位移的大小。绝对式编码器的每一个位置对应一个确定的数字码，因此它的示值只与测量的起始和终止位置有关，而与测量的中间过程无关。
旋转增量式编码器以转动时输出脉冲，通过计数设备来知道其位置，当编码器不动或停电时，依靠计数设备的内部记忆来记住位置。这样，当停电后，编码器不能有任何的移动，当来电工作时，编码器输出脉冲过程中，也不能有干扰而丢失脉冲，不然，计数设备记忆的零点就会偏移，而且这种偏移的量是无从知道的，只有错误的生产结果出现后才能知道。
解决的方法是增加参考点，编码器每经过参考点，将参考位置修正进计数设备的记忆位置。在参考点以前，是不能保证位置的准确性的。为此，在工控中就有每次操作先找参考点，开机找零等方法。
比如，打印机扫描仪的定位就是用的增量式编码器原理，每次开机，我们都能听到噼哩啪啦的一阵响，它在找参考零点，然后才工作。
这样的方法对有些工控项目比较麻烦，甚至不允许开机找零（开机后就要知道准确位置），于是就有了绝对编码器的出现。
绝对型旋转光电编码器，因其每一个位置绝对唯一、抗干扰、无需掉电记忆，已经越来越广泛地应用于各种工业系统中的角度、长度测量和定位控制。
绝对编码器光码盘上有许多道刻线，每道刻线依次以2线、4线、8线、16线。。。。。。编排，这样，在编码器的每一个位置，通过读取每道刻线的通、暗，获得一组从2的零次方到2的n-1次方的唯一的2进制编码（格雷码），这就称为n位绝对编码器。这样的编码器是由码盘的机械位置决定的，它不受停电、干扰的影响。
绝对编码器由机械位置决定的每个位置的唯一性，它无需记忆，无需找参考点，而且不用一直计数，什么时候需要知道位置，什么时候就去读取它的位置。这样，编码器的抗干扰特性、数据的可靠性大大提高了。
由于绝对编码器在定位方面明显地优于增量式编码器，已经越来越多地应用于工控定位中。绝对型编码器因其高精度，输出位数较多，如仍用并行输出，其每一位输出信号必须确保连接很好，对于较复杂工况还要隔离，连接电缆芯数多，由此带来诸多不便和降低可靠性，因此，绝对编码器在多位数输出型，一般均选用串行输出或总线型输出，德国生产的绝对型编码器串行输出最常用的是SSI（同步串行输出）。
3、单圈绝对式编码器和多圈绝对式编码器
旋转单圈绝对式编码器，以转动中测量光码盘各道刻线，以获取唯一的编码，当转动超过360度时，编码又回到原点，这样就不符合绝对编码唯一的原则，这样的编码器只能用于旋转范围360度以内的测量，称为单圈绝对式编码器。
如果要测量旋转超过360度范围，就要用到多圈绝对式编码器。
编码器生产厂家运用钟表齿轮机械的原理，当中心码盘旋转时，通过齿轮传动另一组码盘（或多组齿轮，多组码盘），在单圈编码的基础上再增加圈数的编码，以扩大编码器的测量范围，这样的绝对编码器就称为多圈式绝对编码器，它同样是由机械位置确定编码，每个位置编码唯一不重复，而无需记忆。
多圈编码器另一个优点是由于测量范围大，实际使用往往富裕较多，这样在安装时不必要费劲找零点，将某一中间位置作为起始点就可以了，而大大简化了安装调试难度。
多圈式绝对编码器在长度定位方面的优势明显，已经越来越多地应用于工控定位中。
4、绝对型旋转编码器的机械安装使用：
绝对型旋转编码器的机械安装有高速端安装、低速端安装、辅助机械装置安装等多种形式。
1）高速端安装：安装于动力马达转轴端（或齿轮连接），此方法优点是分辨率高，由于多圈编码器有4096圈，马达转动圈数在此量程范围内，可充分用足量程而提高分辨率，缺点是运动物体通过减速齿轮后，来回程有齿轮间隙误差，一般用于单向高精度控制定位，例如轧钢的辊缝控制。另外编码器直接安装于高速端，马达抖动须较小，不然易损坏编码器。
2）低速端安装：安装于减速齿轮后，如卷扬钢丝绳卷筒的轴端或最后一节减速齿轮轴端，此方法已无齿轮来回程间隙，测量较直接，精度较高，此方法一般测量长距离定位，例如各种提升设备，送料小车定位等。
3）辅助机械安装：
常用的有齿轮齿条、链条皮带、摩擦转轮、收绳机械等。
5、光学编码器功能特点
采用反射式感应技术
表面贴装无引脚封装
提供两通道模拟信号输出
计数频率：20 KHz
采单一5.0V电源运作
工作温度：-10到70oC
编码分辨率：180 LPI
符合RoHS环保标准要求
编码器原理图
多圈绝对值编码器的工作原理(转离加季病婷该杀绝益整乎载)
传统的绝对编码器光码盘上有许多道光通道刻线，每道刻线依次以2线、4线、8线、16线。。。。。。编排，这样，在编码器的每一个位置，通过读取每道刻线的通、暗，获得一组从2的零次方到2的n-1次方的唯一的2进制编码（格雷码），这就称为n位绝对编码器。这来自样的编码器是由光电码盘的机械位置决定的，它不受停电、干扰的影响。绝对编码器由机械位置决定的每个位置是唯一的，它无需记忆，无需找参考点，而且不用一直计数，什么时候需要知道位置，什么时候就去读取它的位置。这样，编码器的抗干扰特性、数据的可靠性大大提高了。
单圈绝对值编码
多圈绝对值编码器
旋转单圈绝对值编码器，以转动中测量光电码盘各道刻线，以获取唯一的编码，当转动超过360度时，编码又回到原点，这样就婷校排住误政不符合绝对编码唯一的原则，这样的编码只能用于旋转范围360静营取统判矛硫度以内的测量，称为单圈绝对值编码器。
如果要测量旋转超型副散引温太心官司世觉过360度范围，就要用到多圈绝对值编码器。
编码器生产厂家运用钟表工卷过细欢师正齿轮机械的原理，当中心码盘旋转时，通过齿轮传动另一组码盘（或多组齿轮，多组码盘），在单圈编码的基础上再增加圈数的编码，以扩大编码器的测量范围，这样的绝对编码器就称为多圈式绝对编码器，它同样是由机械位置确定编码，每个位置编码唯一不重复，而无需记忆。
多圈编码器另一个优点是由于测量范围大，实际使用往往富裕较多， 这样在安装市身话师画钢时不必要费劲找零点， 将某一中间位置作为起始点就可以了，而大大简化了安装调试难度.
绝对值多圈吃甲免双长例氢坐有电子增量计圈与机械绝对计圈等多种，（还有其他几圈方式，但不多见）。机械绝对计圈，无论是每圈位置是绝对的，而且圈数也是绝对值的，但是，这样的话，圈数脚务镇两就有个范围，例如现在较多的4096圈和65536圈两种。这样，就有人提出来，超过圈数还算不算绝五云照目究求套依围右对的？在一次加工中不超过圈数，或停电移动不超过1/2圈数，当然是绝对的。
电子增量照现缩计圈，通过电池记忆圈数，实际上是单圈绝对，多圈增量，好处是省掉了一组机械齿轮，经济、体积小且没有圈数限制，似乎也不错，但是他毕竟是多圈增量的，不能算真正意义上的绝对值，什么是真落宣逐市似受委正意义上的绝对值？就赶江鲜握是不依赖于前次历史的直接读数。它在停电后，由于电池低功耗的要求，移动的速度与范围其实是有限制的，另外加上电池的因数，可靠性方面还是要有疑问的。尤其是如果计圈的失误，反而无法找到原来的绝对位置。
事实上，很多人理解用绝对值，都是停电后移动的洲换问题，却不了解德国人在运动造品五第无必史控制中用机械真多圈绝对值的真正用意，由于真正的绝对值是不依赖于前次历史的直接读数，那么，在高速中，绿盾陆更本不用担心丢数据，在运动控制中，也不需要一直去跟读编码器的数值，再加上EnDat 等快速通讯，可以节省出大量的时间来完成其他的运算，从而来解决高速同步，多轴联动等问题。
图中是Küebler公司多圈绝对编码器用于多圈计数的的钟表式齿伤里吸急六已轮组照片，3个齿轮，每个上面有5圈格雷码码道，共提供12位,即4096圈都川回则殖后火物理计数。