驱动电机的过渡一直在稳步、持续地进行。这是工业旋转设备的重大转型，通过提高电机和终端设备的使用效率，不仅实现了工艺改进，还能节省大量能源。变速性能，从而能够改善要求严苛应用的质量和同步功能。如图1所示，功率级使用了功率逆变器、高性能位置

  将变频电压施加于逆变器采用脉冲宽度调制的电机，能轻松实现对电机的开环速度控制。在稳态或缓慢变化的动态条件下，这将相当有效，并且较低性能应用中的许多电机驱动器采用开环速度控制，而不需要编码器。但是，这种方法有几个缺点：

  编码器通过跟踪旋转轴的速度和位置来提供闭环反馈信号光学和磁编码器技术使用十分普遍，如图2所示。在通用伺服驱动器中，编码器用于测量轴位置，从中可推导出驱动器转速。机器人和离散控制管理系统需要准确且可重复的轴位置。光学编码器由带有精细光刻槽的玻璃圆盘组成。

  当光穿过圆盘或从圆盘反射时，检测光的变化。光电二极管的模拟输出经过放大和数字化处理后，通过有线电缆发送到逆变器控制器。磁编码器由安装在电机轴上的磁体和磁场传感器组成，传感器提供正弦和余弦模拟输出，输出经过放大和数字化处理。光学和磁传感器信号链类似，如图2所示。

  单圈绝对值编码器在通电后会返回机械电气360°范围内的绝对位置信号。电机轴的位置能马上读取。多圈绝对值编码器不仅仅具备绝对位置功能，而且能提供360°圈数计数。相比之下，增量编码器提供相对于旋转起点的位置。增量编码器提供一个索引脉冲来指示0°，并提供一个单脉冲来计数圈数，或提供一个双脉冲来提供方向信息。

  编码器的分辨率是指电机轴旋转360°时可以区分的位置数量。通常，最高分辨率的编码器使用光学技术，而中高分辨率的编码器使用磁或光学传感器。中低分辨率编码器使用旋变器（旋转变压器）或霍尔传感器。光学或磁编码器使用高分辨率信号调理。

  大多数光学编码器是增量式的。编码器可重复性是一项关键性能指标，用于衡量编码器返回到同一指令位置的一致性。这对于重复性任务至关重要，例如在PCB制作的完整过程中，放置半导体所用的机器人或贴片机须拥有非常良好的可重复性。

  贴片机/机器人是食品包装与半导体制造业中常用的自动化机器。为了更好的提高工艺效率，需要具有高精度和可重复性的机器或机器人。使用高性能电机编码器可实现高精度、可重复性和高效率。

  图4展示了机器人中的编码器应用案例。电机通过精密减速变速箱驱动机器臂中的每个关节。机器人关节角度通过电机上安装的精密轴角编码器(θm)和机器臂上安装的附加编码器(θj)来测量。

  对于机器人，数据手册上列出的主要性能规格是可重复性，其数量级通常在亚毫米级。在了解可重复性规格和机器人的作用范围之后，就可以推断旋转编码器的规格。

  图4.电机编码器(θm)和关节编码器(θj)的角度可重复性，以及机器人作用范围(L)

  关节编码器所需的角度可重复性(θ)可从三角函数得出：机器人可重复性除以作用范围的反正切。

  多个关节结合起来可实现机器人的整体作用范围。传感器应具有比目标角度精度更高的性能。必须改善每个关节的可重复性规格，这里假设改进10倍。对于电机编码器，可重复性由齿轮比(G)定义。

  例如，对于表2所示的机器人系统，关节编码器需要20位到22位的可重复性规格，而电机编码器需要14位到16位的分辨率。

  几根线以及接线图） /

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