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HEIDENHAIN编码器（Encoder）是一种将机械运动（位置、速度、角度）转换为电信号的传感器，广泛应用于工业自动化、机器人、数控机床等领域。其工作原理基于不同技术，主要分为增量式编码器和绝对式编码器两类，以下是详细介绍：

一、HEIDENHAIN增量式编码器（Incremental Encoder）

核心原理：通过光电或磁电感应，对运动过程中的 “脉冲” 进行计数，从而确定位置变化量。

1. 光电式增量编码器

结构组成：

由光源（LED）、码盘（带有均匀透光 / 不透光条纹）、光电探测器（光敏元件）和信号处理电路组成。

工作过程：

当码盘随轴旋转时，光源发出的光线通过码盘上的条纹，形成明暗交替的光信号。

光电探测器将光信号转换为电脉冲信号（通常为方波）。

通过计数脉冲数量，计算旋转角度或直线位移（需结合机械传动比）。

通常配备两组相位差 90° 的信号（A 相和 B 相），通过相位关系判断旋转方向：

A 相超前 B 相 → 正转；

B 相超前 A 相 → 反转。

部分编码器还提供 Z 相（零位脉冲），用于标记机械零点。

特点：

结构简单、成本低，但断电后需重新校准零点；输出为相对位置信号，适用于速度控制和相对定位。

2. 磁电式增量编码器

原理：

利用磁场变化替代光信号。码盘上交替排列着 NS 极，磁敏元件（如霍尔传感器）检测磁场变化并转换为电脉冲。

特点：

抗污染能力强（如灰尘、油污），适用于恶劣环境，但精度通常低于光电式

二、HEIDENHAIN绝对式编码器（Absolute Encoder）

核心原理：通过编码盘上的物理编码直接输出绝对位置值，无需依赖计数。

1. 光电式绝对编码器

结构组成：

码盘由多个同心码道组成，每个码道代表不同的二进制位（如最内圈为低位，最外圈为最高位）。码道上的透光 / 不透光区域对应二进制的 0 和 1。

工作过程：

编码器通电时，通过光电探测器读取所有码道的状态，组合成一个二进制编码（如 12 位、16 位等），直接对应当前位置。

无需计数或校准零点，断电后重启仍能读取准确位置。

分辨率取决于码道数量（位数），如 16 位编码器可提供 65,536 个绝对位置。

特点：

高精度、断电记忆、可靠性高，但结构复杂、成本较高，适用于绝对定位要求严格的场景（如机器人关节、电梯）。

2. 磁电式绝对编码器

原理：

采用多极磁环和霍尔传感器阵列，通过检测磁场强度和方向变化计算绝对位置。

特点：

抗震动、抗污染能力强，适合恶劣工业环境

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