亨士樂編碼器使用教程與測速原理

亨士樂編碼器使用教程與測速原理

本教程旨在幫助大家深入了解Hengstler編碼器的原理與使用方法，并介紹一些實用的技術，以便更好地應用于實際項目中。


圖為亨士樂AC58系列絕對式編碼器應用照片

什么是編碼器？

編碼器是一種用于將角位移或角速度轉換為一系列電數字脈沖的旋轉式傳感器。通過編碼器，我們可以準確地測量出物體的位移或速度信息。根據輸出數據類型，編碼器可以分為增量式編碼器和絕對式編碼器；而從檢測原理上，編碼器又可分為光學式、磁式、感應式、電容式等，其中光電編碼器和霍爾編碼器是兩種常見的類型。

亨士樂編碼器的工作原理

光電編碼器原理
光電編碼器通過光電轉換將輸出軸上的機械幾何位移量轉換成脈沖或數字量。它主要由光碼盤和光電檢測裝置組成。光碼盤是在圓板上等分地開通若干個長方形孔，當電動機旋轉時，光電檢測裝置會檢測并輸出若干脈沖信號。為了判斷轉向，光電編碼器通常輸出兩組存在一定相位差的方波信號。

霍爾編碼器原理
霍爾編碼器則通過磁電轉換將輸出軸上的機械幾何位移量轉換成脈沖或數字量。它由霍爾碼盤和霍爾元件組成?；魻柎a盤是在圓板上等分地布置不同的磁極，當電動機旋轉時，霍爾元件會檢測并輸出若干脈沖信號。同樣，為了判斷轉向，霍爾編碼器也會輸出兩組存在一定相位差的方波信號。

無論是光電編碼器還是霍爾編碼器，它們的目的都是獲取AB相輸出的方波信號，使用方法也基本相同。

Hengstler編碼器接線說明

以增量式輸出的霍爾編碼器為例，它具有AB相輸出，因此不僅可以用于測速，還可以用于辨別轉向。在接線時，只需給編碼器提供5V電源，當電機轉動時，編碼器即可通過AB相輸出方波信號。由于編碼器自帶了上拉電阻，因此無需外部上拉，可以直接連接到單片機的IO口進行讀取。

亨士樂編碼器軟件四倍頻技術

為了提高編碼器的精度，我們可以采用軟件四倍頻技術。通過測量A相和B相的上升沿和下降沿，可以在同樣的時間內計數更多的脈沖數，從而將編碼器的精度提升4倍。這種技術類似于單反相機的光學變焦，能夠在不犧牲清晰度的前提下提高測量精度。

單片機如何采集Hengstler編碼器數據

由于編碼器輸出的是標準的方波信號，因此我們可以使用單片機（如STM32、STM851等）直接讀取。對于自帶編碼器接口的單片機（如STM32），可以直接使用硬件計數功能；而對于沒有編碼器接口的單片機（如51單片機），則可以通過外部中斷來讀取編碼器的數據。具體做法是將編碼器的A相輸出接到單片機的外部中斷輸入口，當A相出現跳變沿時，通過判斷B相的電平來確定正反轉。

通過以上教程，相信大家對編碼器的原理和使用方法有了更深入的了解。在實際應用中，我們可以根據具體需求選擇合適的編碼器類型，并結合軟件技術來提高測量精度和效率。

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