深度解析施克SICK編碼器的線數、分辨率及接線方法

深度解析施克SICK編碼器的線數、分辨率及接線方法

編碼器，這一在工業中的電機定位設備，其核心作用在于將角位移或直線位移精準地轉換為電信號。具體來說，前者被稱為碼盤，后者則被稱為碼尺。無論是絕對式編碼器還是增量式編碼器，它們都是工業自動化領域的關鍵組件，廣泛應用于角度、長度測量、轉速監測以及精準定位等多樣化場合。其中，編碼器的分辨率是一個至關重要的概念，它決定了設備測量和定位的精確度。而接線方法，則是確保編碼器能夠穩定、高效地發揮其功能的基礎。

編碼器的結構圖展示了其核心組件和測量原理。在此，我們主要聚焦于編碼器的分辨率。編碼器上常見的單位是P/R，即脈沖每轉（pulse per revolution），它決定了編碼器轉一圈能輸出多少脈沖。此外，伺服電機后方的編碼器還可能具有1000線、2500線以及15位、16位等不同分辨率，這些單位可能會讓人混淆。但無論單位如何變化，我們關心的是編碼器每轉一圈能輸出多少脈沖。另外，編碼器的輸出信號通常包括ABZ三相，其中AB相代表脈沖輸出，而Z相則指示圈數。通過觀察AB兩相的相位差（90°）以及A相相對于B相的超前或滯后狀態，我們可以判斷出旋轉的方向。

首先，我們來澄清一下P/R和ppr的概念。這兩者都表示編碼器每轉一圈所輸出的脈沖數，這是一個相對直觀且容易理解的概念。接下來，我們來看看編碼器光電碼盤的一周刻線。增量式碼盤的刻線可以是10線、100線或2500線，只要碼盤刻線足夠，編碼器就能分辨出相應的角度。在一般的計算中，我們通常以360度除以刻線數來得出每個刻線所代表的角度。

同樣地，編碼器光電碼盤的一圈也可以被劃分為若干份，每一份都對應著一個脈沖。在計算脈沖數時，常常采用4倍頻的方法來進行計數，這樣可以使分辨率提高4倍。例如，一個2500線編碼器的分辨率在采用4倍頻后，可以達到10000p/r。

為了更好地理解4倍頻和1倍頻的區別，我們可以借助脈沖方波來進行說明。

簡單來說，1倍頻計數就是在一個完整的周期內檢測到A和B方波的輸出，從而產生一個脈沖。而4倍頻計數則是在同一個周期內，檢測到A方波的一個上升沿和一個下降沿，以及B方波的一個上升沿和一個下降沿，每個上升沿或下降沿都會觸發一個脈沖的輸出。這樣一來，在一個周期內就能產生4個脈沖，從而顯著提高了分辨率和定位精度。

接下來，我們談談“位”的概念。在絕對值編碼器中，“位”是一個關鍵指標。其圓形碼盤上沿徑向分布著若干同心碼盤，每條碼道上由透光和不透光的扇形區交替組成。相鄰碼道的扇區數量呈雙倍關系。碼盤上的碼道數量決定了其二進制數碼的位數。在碼盤的一側設有光源，另一側則對應每一碼道配置了一個光敏元件。當碼盤處于不同位置時，這些光敏元件會根據受光照情況轉換出相應的電平信號，進而形成二進制數并輸出。

值得注意的是，以“位”為單位的分辨率通常高于以“線”為單位的分辨率。在編碼器中，對于超過1000線的分辨率，常常采用“位”來表示。

此外，編碼器的正確接線方法也至關重要。不同型號的編碼器可能有不同的接線原理和實際接線方式，但一般都需要確保電源線、輸入線和輸出線等正確連接。例如，在增量型編碼器的接線中，棕色線通常接電源正極，藍色線接電源負極，而黑色、白色和橙色線則分別接輸入0.00、輸入0.01和輸入0.04。同時，還需要確保PLC的COM端子正確接電源正極。

（2）請參考下圖，這是PNP輸出增量型的實際接線圖。

棕色線應接電源正極，藍色線接電源負極，黑色線接輸入0.00，白色線接輸入0.01，橙色線接輸入0.04，同時，PLC的COM端子需接電源負極，以確保正確接線。

（3）展示了絕對值型編碼器的線路與PLC輸入點的對應關系，而圖2則描繪了NPN輸出絕對值型的實際接線情況。

在接線時，應將紅色線接到電源正極，黑色線接到電源負極，同時，將褐色線、橙色線、黃色線、綠色線、藍色線、紫色線、灰色線和白色線分別接到相應的輸入點上。此外，的端子應接電源正極，以確保接線正確無誤。

（4）輸出絕對值型的實際接線情況。

在接線時，應遵循以下規則：紅色線應接至電源正極，黑色線接至電源負極。同時，將褐色線、橙色線、黃色線、綠色線、藍色線、紫色線、灰色線和白色線分別接到相應的輸入點上，例如，褐色線接輸入0.00，橙色線接輸入0.01，以此類推。此外，PLC的COM端子應接至電源負極，以確保接線無誤。