Gemple關(guān)于機械式值真多圈編碼器與電子式編碼器的問(wèn)答

1，什么叫值

“值”是指測量的位置值不依賴(lài)于前次測量計數累加的，對于測量原點(diǎn)的的位置值。

其不同于“相對值”，相對值是相對于前次測量位置的一個(gè)相對移動(dòng)的位置值，而“值”每一次正常測量與任何其他測量關(guān)系無(wú)關(guān)，所以叫“”。

2，什么叫值編碼

值編碼是指在測量器件（傳感器）內部，在測量量程范圍內，所有的機械位置已經(jīng)預先與機械位置原點(diǎn)有的對應關(guān)系的編碼，任何時(shí)候的測量不需要依賴(lài)前次測量的歷史。即使不移動(dòng)，也可以直接輸出的編碼。

值編碼的根本，是不依賴(lài)于移動(dòng)和前次歷史比較即可獲得完整的位置信息，且每一個(gè)位置是的，第二是與前次讀數（包括各種記憶方式）無(wú)關(guān)，內部不需經(jīng)過(guò)計數器累加比較。不移動(dòng)位置、不需要知道前次讀數位置即可測量并輸出的信號值。

3，“式”與“值編碼”有什么不同

根本的不同是“式”名稱(chēng)是側重于測量接收設備，相對于外部原點(diǎn)位置的“式”位置輸出模式，而“值編碼”是側重于測量傳感器內部的編碼形式，在其量程范圍內部對于原點(diǎn)位置的所有位置“編碼”。作為《編碼器》應以?xún)炔烤幋a讀取的原理方式?jīng)Q定其名稱(chēng)方式。

實(shí)際上依賴(lài)于計數的，無(wú)論是內部電池記憶，還是外部電池，甚至是低功耗的威根應計數，都是“計數”的，就不能再稱(chēng)為“值編碼”了，只能相對于測量接收設備的“式”。

4，什么是值單圈編碼器？

在360度測量范圍內，其每一個(gè)輸出位置的數據編碼在360度單圈內是且的，無(wú)需依賴(lài)轉動(dòng)及前次數據而獲得位置信息。在旋轉超過(guò)360度后，數據又循環(huán)從0開(kāi)始。

例如上海精浦（GEMPLE）的GAS60系列單圈編碼器

光學(xué)式多碼道值單圈編碼器碼盤(pán)形式

單圈值編碼器的位數是以2的N次方位數來(lái)表示其分辨位置編碼，8位就有256個(gè)編碼位置，10位是1024，12位4096，13位8192，14位16384，16位65536，目前位數的是德國海德漢的25位單圈值編碼器。

5，什么叫值多圈編碼器

值多圈編碼器，就是在其測量范圍內，不僅僅在單圈360度內有“值編碼”，而且在超過(guò)360度后仍然有不依賴(lài)于計數器的多圈數值的編碼。其一般與鐘表式的分針、時(shí)針原理相似。

多圈值編碼器是以單圈多少位X多圈多少位的方式表示其分辨率和測量圈數行程，多圈常用的是4096圈，少量可以達到16384圈、65536圈（16位），GMX425系列的值多圈編碼器常規的可以達到12位4096圈，特殊需要的可以達到16384圈和65536圈。

6，什么是電子式“式”？

電子式的“式”雖然能夠向外提供的數據也是以值相同的形式輸出的，但其內部并不是每一個(gè)位置的預先編碼，它是依賴(lài)于編碼器的旋轉運動(dòng)以及前次讀數的記憶保存相比較，獲得的位置信息，類(lèi)似于磁帶錄音機或激光CD，必須磁帶旋轉或光碟旋轉，才能組織采集到完整信息再輸出，這種需要“動(dòng)起來(lái)”或“動(dòng)一小部分”才能獲得類(lèi)似式信息輸出的，稱(chēng)為“動(dòng)態(tài)”數據掃描式，而有一些依賴(lài)于電池、超級電容記憶數據，或者較為先進(jìn)的低或無(wú)功耗威根應讀數并用電容寄存讀數，這類(lèi)不需要動(dòng)起來(lái)也能輸出記憶的位置信息的方式，稱(chēng)為“靜態(tài)”電子式式。

無(wú)論是“靜態(tài)”的還是“動(dòng)態(tài)”的電子式“式”，都已經(jīng)不是內部值編碼的方式獲得的位置信息，所以應該不能叫“值編碼器”。編碼器的名稱(chēng)，應該由其內部的編碼及讀取的方式原理決定，而不是僅僅看輸出信號相類(lèi)似。

7，“電子式式”編碼器與“真值編碼”的編碼器比較會(huì )有什么問(wèn)題？

電子式式編碼器內部的工作原理是依賴(lài)于運動(dòng)起來(lái)讀數加上前次記憶數據相比較，獲得的位置信息，這樣與“真值編碼”器比較，就會(huì )有這三部分出錯可能性：

首先是運動(dòng)起來(lái)的讀數計數累計，這個(gè)部分可能會(huì )受到各種內部及外部電氣環(huán)境干擾因素的影響或器件小概率失效因素的影響而讀錯，它與值編碼不同，值編碼由于位置信息始終存在，即使一次性小概率讀數失效，并不影響下次的讀數準確性。而電子式的通過(guò)讀數計數可能出現的失效，可以影響到下一次的讀數累計，這種錯誤無(wú)法區隔判斷，并在時(shí)間上和各個(gè)位置上的信息輸出延續下去；而在斷電以后的讀數，是依賴(lài)于電池、電容供電，或威根應極小的發(fā)電能量存儲供電，因所供電能有限，其抗干擾性更差，并讀數頻次低，當快速旋轉編碼器或外部有很大的干擾影響下，很有可能來(lái)不及計數累加或受干擾而出現讀數錯誤，并累加延續。

其二，在于累加計數的記憶體，這種記憶體因電能有限，或因記憶能量型元器件的問(wèn)題，例如電池的失電后、電容及威根應存儲的的容量有限性、存儲數據的電容的被干擾耦合數據失真，存儲數據再次采集的數據失真、電池的低溫失效，電池的高溫爆炸、記憶能量體和數據記憶體的壽命，等等各種因素都會(huì )影響到其記憶數據及再次采集是否可能失真失效。

其三，在于速度響應有限并數據的再處理解碼輸出，由于是依賴(lài)于運動(dòng)起來(lái)的讀數及內部寄存數據的比較兩部分數據的整合解碼，在速度響應方面有限，進(jìn)位同步處理、快速運動(dòng)讀取及處理、干擾影響等各種因素的情況下，兩組數據的再處理解碼及輸出，仍然存在出錯的可能，而且這種出錯一樣是不同于真正編碼的，其一旦出錯無(wú)法判斷（或需要再以輔助傳感器比較判斷），而在時(shí)間上及位置上錯誤一直延續。

綜上所述，電子式式編碼器，從原理上因為它不是每一個(gè)位置編碼的，一旦出錯，會(huì )影響到下一次讀數且延續到以后的讀數準確性，而這種出錯的可能性始終存在，只是在概率上的大小，以體現生產(chǎn)廠(chǎng)家的技術(shù)水平。從原理上講，它不是“值編碼”的編碼器。它的應用應極小心的避開(kāi)因出錯而會(huì )造成更大損失的場(chǎng)合，例如安全性監控。

8，什么是鐘表齒輪式值多圈編碼器？

旋轉單圈值編碼器，以轉動(dòng)中測量光碼盤(pán)各碼道刻線(xiàn)，以獲取的一組編碼，當轉動(dòng)超過(guò)360度時(shí)，編碼又回到原點(diǎn)，這樣就不符合編碼的原則，這樣的編碼器只能用于旋轉范圍360度以?xún)鹊臏y量，稱(chēng)為單圈式編碼器。

真實(shí)多圈值編碼器：編碼器生產(chǎn)廠(chǎng)家運用鐘表齒輪機械的原理，增加了一組機械齒輪組碼盤(pán)，當中心碼盤(pán)旋轉時(shí)，通過(guò)齒輪傳動(dòng)另一組齒輪碼盤(pán)（或多組齒輪，多組碼盤(pán)），在單圈編碼的基礎上再增加圈數的編碼，以擴大編碼器的測量范圍，這樣的方式與機械鐘表的秒、分、時(shí)相像，也稱(chēng)為編碼器就稱(chēng)為鐘表齒輪式值多圈編碼器，這種真實(shí)多圈值編碼器，對于多圈的數值，同樣是由機械位置確定編碼，每個(gè)位置編碼不重復，而無(wú)需記憶。

9，什么是電子式多圈“編碼器”？

單圈碼盤(pán)選用了值的原理，例如光學(xué)多碼道的值單圈或磁電式值單圈編碼器，而多圈測量用電子計數累加、寄存的方式，稱(chēng)為“電子式多圈值編碼器”，但是稱(chēng)為“值編碼”是不嚴肅帶有欺騙性的，這是部分值編碼，完整的全行程測量范圍不能算值編碼了，而是部分增量計數的。

電子式多圈值編碼器，有利用上次讀數寄存判斷圈數值而不用電池的，停電后移動(dòng)角度有一定的范圍限制；也有內置電池或外置電池記錄圈數的，在電池容量有限的情況下停電記憶圈數值；目前還有一種是無(wú)電池利用威根德效應（無(wú)功耗脈沖發(fā)生及計數）記錄圈數值的，但仍然是屬于電子式多圈編碼器。

電子多圈編碼器仍然存在讀數、寄存、再讀取的出錯可能性，這種可能性一旦出現無(wú)法發(fā)現并彌補，需用其他輔助傳感器比較后修正，另外，電子多圈編碼器在停電后對于旋轉角度及轉速有限制。

10，什么是威根德效應編碼器？

有一些電子多圈編碼器，其多圈計圈數是用威根德效應的原理。

在上世紀60年代,John·Wiegand發(fā)現,通過(guò)適當處理的磁性金屬絲,內芯和外層存在著(zhù)較大的差異性,在一定的條件下便可產(chǎn)生兩種狀態(tài)的轉換.對此效應人們稱(chēng)之為威根德(Wiegand)效應,類(lèi)似于這種特征的絲稱(chēng)之為威根德絲。用這種絲制成的磁敏傳感器，在經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)的NS變化時(shí)，可產(chǎn)生無(wú)需供電的尖峰脈沖，威根德傳感器具有工作溫度高(可達200℃),不需要任何外加電源便可輸出較高的脈沖電壓(可達5~6V),可直接與計算機接口.因而在許多場(chǎng)合己得到應用。以這種原理制成的傳感器叫“威根德傳感器”，這種傳感器幾乎無(wú)需電源，甚至其產(chǎn)生的尖峰可以用電容存儲，以威根德傳感器內部計數并尖峰微小能量由電容存儲的編碼器，早在上個(gè)世紀90年代即產(chǎn)生了產(chǎn)品，但是當時(shí)的技術(shù)條件性能很不穩定，在近年低功耗電子元器件的出現，使得這個(gè)產(chǎn)品漸漸成熟走向市場(chǎng)，但是它的可靠性有限，目前只能用于計圈數，（因計圈數次數少，頻次低，可靠性因素反映出現概率低），而單圈碼盤(pán)用值碼盤(pán)（例如磁電原理）。

威根德原理的計數仍然是屬于電子式多圈編碼器，一樣是有缺陷的，由于“自發(fā)電”產(chǎn)生的信號較為微弱，較易被周邊電氣噪音干擾，計數讀取與寄存仍然有被干擾而出錯可能性，且一旦被干擾出錯，原始位置丟失無(wú)法找回。須小心用于周邊電氣環(huán)境較為干凈的場(chǎng)合，并不適合用于起重、工程及各種電氣環(huán)境較為復雜的應用中。再如寄存的能量有限，停電后的計數抗干擾差，計數響應不夠快，在停電與通電切換時(shí)抗干擾性差等等?？傊?，它不是完整的值編碼，不能再叫“值多圈編碼器”了，在國外的樣本資料中都注明是單圈值，多圈威根德效應“電子式”多圈的。如果故意忽略威根德“電子式”的內容，就直接叫“值多圈編碼器”，與成本較高而更為可靠的機械式值編碼器故意混淆，帶有不嚴肅的商業(yè)欺騙性嫌疑。

11，什么叫全行程多圈值編碼器

在整個(gè)測量行程中，測量傳感器編碼器的內部是值編碼的。這相對于有些測量是部分值編碼部分靠累加計數的不同，或者超過(guò)一段行程需要刷新起點(diǎn)重新作為值測量的不同。因為齒輪式值多圈編碼器的的測量范圍受內部機械齒輪組的限制，值編碼的圈數值是有限的，比如4096圈（12位），16384圈（14位）等，或者經(jīng)濟型的64圈、16圈，這種規定了測量圈數值行程，并確認在這個(gè)測量行程內是值編碼并使用的，稱(chēng)為全行程值編碼器。使用全行程多圈編碼需根據提供的編碼器圈數在此范圍內使用。傳感器超出行程重新從起點(diǎn)循環(huán)使用。

12，值單圈編碼器有哪些？

GEMPLE提供光學(xué)式的和磁電式的值單圈編碼器；

根據需要，GEMPLE將向市場(chǎng)提供更高光學(xué)式與磁電式混合型值編碼器。

13，值多圈編碼器有哪些？

GEMPLE的多圈值編碼器目前面向市場(chǎng)的都是機械式全行程值編碼，內部無(wú)電子計數原理及電池。

（今后GEMPLE根據市場(chǎng)需要也將提供部分值編碼+電子計數的編碼器，但一定會(huì )注明其電子計數特征。）

14，什么是智能型編碼器？

智能型編碼器是GEMPLE的發(fā)明，其編碼器內置了32位智能芯片MCU，并有一個(gè)設置軟件Easypro，可連接電腦設置，一個(gè)智能型編碼器集成了數字化RS485輸出和模擬量電流4—20mA輸出，針對編碼器的各種應用，比如測角度、測長(cháng)度、測速度、電子式凸輪開(kāi)關(guān)輸出、超速與低速輸出開(kāi)關(guān)等，都可以通過(guò)智能設定而直接輸出并應用，針對信號RS485可以設定波特率、地址及分辨率，針對信號4—20mA可以設定零點(diǎn)、滿(mǎn)度點(diǎn)、旋轉方向，并電流校準。另外，數字信號可以根據需要轉換成各種現場(chǎng)總線(xiàn)、以太網(wǎng)、無(wú)線(xiàn)等等，從此編碼器進(jìn)入了智能化時(shí)代，為工廠(chǎng)設備智能化管理與物聯(lián)網(wǎng)提供了角度、長(cháng)度、速度的傳感器基礎。

Easypro軟件界面

15，什么是值編碼器的模擬信號輸出

值編碼器內部是數字編碼的，但是輸出可以用數/模轉換（ADC）以模擬量信號輸出，例如電流的4—20mA或電壓的1—5V。例如GMS412.。LB---單圈值4—20mA輸出；GAX60.。LB，多圈值4—20mA輸出等等。

16，為什么值編碼器的模擬信號量值不能從“0”開(kāi)始？

值編碼器的信號模擬量值不能從0開(kāi)始，因為如果輸出0，無(wú)法判斷信號是否接通，編碼器是否正常工作，并且0信號很容易受外部干擾而微動(dòng)，而無(wú)法判斷是位置值在動(dòng)還是干擾影響。因此，電流信號4—20mA從4mA開(kāi)始，電壓信號1-5V從1V開(kāi)始，0-10V的輸出，位置基點(diǎn)從2V開(kāi)始。

17，GEMPLE的值編碼器有哪些信號輸出的值編碼器可選？

其余輸出信號需求可向GEMPLE了解合作制作。

上海精浦機電有限公司秉承德國的值編碼器、值真多圈編碼器技術(shù)，在產(chǎn)品設計階段就形成“設計原理零錯設計”，以確保在設計根本上的“零錯”，而確保值編碼器產(chǎn)品的可靠性保障，目前已經(jīng)數萬(wàn)套在國內外各個(gè)工業(yè)項目中穩定可靠地使用超過(guò)5年以上，是品質(zhì)的保證。