绝对值编码器概述

绝对值编码器主要应用于运动控制系统，用来检测位置和角度等参数并将其转换为数字量传送至控制器。早期的编码器大多为旋转增量值编码器，由于该类编码器通过计数器计算编码器在转动时输出脉冲个数来测量当前位置，当编码器不转或者停电时，再重新寻找其零点非常困难，为了解决这一问题，即出现了绝对值编码器。在绝对值编码器的光码盘上刻有多条光通道线，每条刻线依次以 2、4、8、16  线等 2n 编 排， 这样对于编码器码盘上的每一位置，通过读取每道刻线的位置信息，便可得到一组从 2 的零次方到 2 的 n-1 次方的唯一的格雷码二进制数据，该类编码器称为 n 位绝对值编码器。根据测量范围，绝对值编码器可分为单圈绝对值编码器和多圈绝对值编码器。单圈绝对值编码器， 即测量范围为 0 度至 360 度， 当编码器码盘转动超过 360 度时， 编码器又回到开 始值， 这不符合绝对编码值的唯一性， 因此单圈编码器只适用于旋转范围 360 度以内的测量。多圈绝对值编码器采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， 在单圈编码值的基础上再增加圈数的编码，以扩大编码器的测量范围。由于多圈绝对值编码器利用机械位置确定编码， 因此所测量的位置编码唯一不重复，且无需记忆。多圈绝对值编码器另一个优点是由于测量范围大，将某一中间位置作为起始点，避免了在读取数据时需找零点的困难，而大大简化了安装调试难度。

绝对值编码器输出方式分析

绝对值编码器的数据输出方式具有以下四种：并行输出、模拟信号输出、同步串行输出(SSI 输出)、总线型输出、。对于每种传输方式的优缺点如下所述：
1 ． 并 行 输 出：
并行绝对值编码器输出的编码值为格雷码，并行输出方式的最大特点就是在编码器数据输出端具有多点高低电平输出，以代表多位编码值。当绝对编码器的精度不高即输 出数据位数不多时， 采用并行输出方式， 可直接将编码值发送到  PLC 或上位机的    I/O口，编码值能够及时输出，连线也相对简单。但是并行输出有如下问题：
（1）编码值必须是格雷码，由于格雷码的唯一性， 保证了数据在跟新时不会有多位变 化，从而避免了读数时造成错码的可能性。
（2）所有接口必须确保连接没有问题，因为如果有个别连接不好，该点点位可能始终是0， 就会造成错误的数码，而导致控制器无法判断。

（3）并行输出方式不适合于远距离传输，一般在10米以内，并且在复杂的环境中使用时，数据传输还需采用隔离措施，增强数据传输的抗干扰性。

（4）另外， 当绝对值编码器位数较多时，需要采用多芯电缆传输数据，并且需要保证线缆连接无误，因此在实际的工程安装调试时，会增加相应的施工难度。同 时，对于绝对值编码器，当有许多节点输出时，增加编码器的故障损坏率也会随之增加。

2 ．4-20mA 模拟信号转换输出

绝对值编码器通过采用智能化嵌入式技术以及模拟后端电路，将所采集到的数值化编码值转换为模拟电流 4~20mA输出。

3 ．串行 SSI 输出：

串行输出就是利用同步时钟信号，根据时序先后输出数据，由于绝对值编码器比较出名的公司大多都在德国，因此绝对值编码器的同步串行通信方式以德系的 SSI 协议通信为标准。由于 SSI同步串行通信在传输过程中只需两根差分同步时钟信号线，两根差分数据输出线，其信号连接线少。另外，由于采用差分方式传输数据，从而其信号传输距离相对较远，在很大程度上也提高了编码器的可靠性。因此，对于精度较高，传输数据位数较多的绝对值编码器，一般多采用串行 SSI 输出方式。

4 ．现场总线型输出

现场总线型输出方式便于多个编码器组网使用，每个编码器通过一组信号线设定各自的通信地址，上位机在查询编码值时只需向目标编码器发送通信地址，就可以方便 的获取多个编码器的信号。另外，上位机的接收装置只需一个接口即可完成对多个编码器的访问。现场总线型编码器的数据信号一般采用 RS-485的物理格式，目前编码器使用相对较多的现场总线有如下几种： PROFIBUS-DP、CAN、DeviceNet、Interbus 等。、

综上所述，绝对值编码器所采用的四种数据信号输出方式各有利弊。对于采用并行方式输出的绝对值编码器，主要适用于传输距离较近且位数较少的场合，且其市场价格也相对比较便宜；现场总线型输出方式的绝对值编码器在较大型的工业控制系统中使用较多，其价格也相对比较昂贵；对于 4-20mA 模拟信号转换输出方式目前工程应用相对较少。因此，相对比较而言，SSI串行输出方式，通信连接线较少，只需同步时钟差分信号以及差分数据信号四根信号线即可，由于采用差分方式传输，其数据信号在传输过程中具有较强的抗干扰性，适用于工作环境相对恶劣的场合，且传输 距 离 较 远 ，其市场应用也更广泛。