編碼器，是一種用來(lái)測(cè)量機(jī)械旋轉(zhuǎn)或位移的傳感器。這種傳感器能夠測(cè)量機(jī)械部件在旋轉(zhuǎn)或直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的位移位置或速度等信息， 并將其轉(zhuǎn)換成一系列電信號(hào)。
  編碼器是工業(yè)中常用的傳感器之一，廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中需要對(duì)機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視或控制的場(chǎng)景， 包括工業(yè)控制、機(jī)器人、照相機(jī)鏡頭、雷達(dá)平臺(tái)以及部分計(jì)算機(jī)輸入設(shè)備例如軌跡球和鼠標(biāo)滾輪等等。
  磁編碼器工作原理：當(dāng)電流通過(guò)一個(gè)位于磁場(chǎng)中的導(dǎo)體的時(shí)候，磁場(chǎng)會(huì)對(duì)導(dǎo)體中的電子產(chǎn)生一個(gè)垂直于電子運(yùn)動(dòng)方向上的的作用力，從而在垂直于導(dǎo)體與磁感線的方向上產(chǎn)生電勢(shì)差。

      如果讓施加在這個(gè)導(dǎo)體上的磁場(chǎng)以電流流經(jīng)路徑為軸線，按照上圖箭頭所示的方向旋轉(zhuǎn)，那么這個(gè)霍爾電勢(shì)差就會(huì)因?yàn)榇艌?chǎng)與導(dǎo)體之間角度的改變而發(fā)生變化，而這個(gè)電勢(shì)差的變化趨勢(shì)，與之前一文中次級(jí)線圈旋轉(zhuǎn)時(shí)的輸出電壓一樣，是一條正弦曲線。因此，基于這個(gè)通電導(dǎo)體兩側(cè)的電壓，就可以反推計(jì)算出磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)的角度了。

這就是磁編碼器測(cè)量旋轉(zhuǎn)位置反饋時(shí)的基本工作機(jī)理了。測(cè)量的旋轉(zhuǎn)位置通過(guò)霍爾傳感器進(jìn)行放大和轉(zhuǎn)化。

     磁性編碼器上用的霍爾傳感器（芯片），一般都有著極高的集成度，不僅將霍爾半導(dǎo)體元件和相關(guān)的信號(hào)處理和調(diào)節(jié)電路整合在一起，同時(shí)還可以集成各種不同類型的信號(hào)輸出模塊，例如：正余弦模擬量信號(hào)、方波數(shù)字電平信號(hào)或者總線通訊輸出單元。

磁編碼器構(gòu)成：

     磁編碼器依賴于三個(gè)主要組件：磁盤，傳感器和調(diào)節(jié)電路。磁盤已磁化，其圓周上有許多磁極。傳感器檢測(cè)磁盤旋轉(zhuǎn)時(shí)磁場(chǎng)的變化，并將此信息轉(zhuǎn)換為正弦波。傳感器可以是感應(yīng)電壓變化的霍爾效應(yīng)器件，也可以是感應(yīng)磁場(chǎng)變化的磁阻器件。調(diào)節(jié)電路對(duì)信號(hào)進(jìn)行倍增，分頻或內(nèi)插以產(chǎn)生所需的輸出。

磁編碼器分類：

磁編碼器的分類和光電編碼器的分類類似，主要有增量式和絕對(duì)值式，其中絕對(duì)值式分單圈絕對(duì)值和多圈絕對(duì)值。

增量式磁編碼器：

磁編碼器的分辨率取決于磁盤周圍的磁極數(shù)和傳感器的數(shù)量。輸出相對(duì)位置。

絕對(duì)值式磁編碼器：

絕對(duì)值式磁編碼器為每個(gè)測(cè)量位置分配了唯一的二進(jìn)制代碼或字。即使斷電，這也使他們能夠跟蹤編碼器的確切位置。

KIT磁編碼器：

磁性編碼器另一個(gè)經(jīng)常被大家詬病的缺點(diǎn)，就是其較慢的響應(yīng)速度，不能勝任高速運(yùn)動(dòng)負(fù)載的位置反饋，加上它（相對(duì)光學(xué)編碼器）較低的精度和分辨率，磁性編碼器一直被認(rèn)為不太適合作為伺服電機(jī)內(nèi)的集成位置反饋元件；此外，作為伺服編碼器，還有一個(gè)必須要解決的問(wèn)題，就是多圈位置反饋...

KIT磁編碼器是德國(guó)posital fraba公司生產(chǎn)的一個(gè)系列的產(chǎn)品，提供智能，免維護(hù)（無(wú)需更換電池）高性價(jià)比的解決方案在最具挑戰(zhàn)性的運(yùn)動(dòng)反饋應(yīng)用中。

將韋根多圈技術(shù)融入到多圈空心軸通孔絕對(duì)值編碼器中，提供了無(wú)需電池的多圈絕對(duì)值編碼器，并且是通孔空心軸的解決方案。

編碼器內(nèi)部無(wú)需齒輪，外形緊湊，并且高性價(jià)比的概念，是集成到伺服，步進(jìn)電機(jī)和各種機(jī)器人關(guān)節(jié)機(jī)械臂的理想的解決方案。

磁編碼器優(yōu)缺點(diǎn)：

優(yōu)點(diǎn)：磁性編碼器的最大優(yōu)勢(shì)可能是其堅(jiān)固性。與光學(xué)編碼器不同，磁性版本對(duì)灰塵，污垢，液體和油脂等污染物以及震動(dòng)和振動(dòng)不敏感。與光學(xué)編碼器類似，磁性編碼器確實(shí)需要在磁盤和傳感器之間留有氣隙。但是，磁性編碼器中的氣隙不需要像光學(xué)編碼器那樣清潔和透明。只要在磁盤和傳感器之間不存在任何含鐵材料，就會(huì)檢測(cè)到電磁脈沖。磁編碼器正確運(yùn)行的兩個(gè)重要規(guī)范是傳感器相對(duì)于磁盤（或磁帶）的徑向位置以及傳感器與磁體之間的間隙距離。

缺點(diǎn)：容易受到電磁干擾、需要采取補(bǔ)償和保護(hù)措施避免溫度漂移...

當(dāng)前磁編碼器已經(jīng)在應(yīng)用的新進(jìn)展：

磁編碼器在克服磁編碼器易受干擾方面，采用高性能微處理器，可以完成復(fù)雜的信號(hào)處理；并使存取時(shí)間縮短到幾微秒；

磁編碼器分辨率和精度越來(lái)越高，越來(lái)越精細(xì)的霍爾傳感器，帶來(lái)了媲美光電編碼器的分辨率和精度；

 無(wú)電池多圈技術(shù)，解決了多圈位置無(wú)法反饋的問(wèn)題，同時(shí)還無(wú)需更換電池。

磁編碼器應(yīng)用案例：

相比傳統(tǒng)的光學(xué)編碼器，磁性編碼器不需要有復(fù)雜的碼盤和光源，元器件數(shù)量更少，檢測(cè)結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單；同時(shí)，霍爾元件本身也具有許多優(yōu)點(diǎn)，例如：結(jié)構(gòu)牢固、體積小、重量輕、壽命長(zhǎng)，耐震動(dòng)，不怕灰塵、油污、水汽及鹽霧等的污染或腐蝕...等等。磁性編碼器在使用時(shí)也有著相對(duì)比較高的可靠性，結(jié)實(shí)、耐用，適合應(yīng)用在一些比較惡劣的設(shè)備環(huán)境中，如風(fēng)電、工程機(jī)械領(lǐng)域...等等。

案例一：磁編碼器可以應(yīng)用于電機(jī)的旋轉(zhuǎn)位置反饋，將編碼器的永磁體直接安裝在電機(jī)軸的末端，從而省去了用傳統(tǒng)反饋編碼器時(shí)所需的過(guò)渡聯(lián)接軸承（或聯(lián)軸器），做到無(wú)接觸式的位置測(cè)量，這樣就降低了電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中因機(jī)械軸振動(dòng)而造成編碼器失效（甚至損壞）的風(fēng)險(xiǎn)，有助于提升電機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

應(yīng)用案例二：對(duì)于光伏系統(tǒng)和太陽(yáng)能熱力發(fā)電廠（拋物線），太陽(yáng)跟蹤系統(tǒng)都是把太陽(yáng)能收集器調(diào)整到相對(duì)于太陽(yáng)的最佳位置，以增加太陽(yáng)能利用率。

用于仰角控制的絕對(duì)式旋轉(zhuǎn)編碼器

性價(jià)比出色的設(shè)計(jì)

無(wú)齒輪和電池，多圈

傳動(dòng)式裝置以及無(wú)電池多圈式

工作溫度：- 40°C t到 + 85°C

模擬輸出，CANopen 總線，J1939 協(xié)議，RS232 標(biāo)準(zhǔn)，DeviceNet 總線，SSI

環(huán)境保護(hù)等級(jí)：最高到IP65

用于偏角控制的絕對(duì)式旋轉(zhuǎn)編碼器

• 性價(jià)比出色的設(shè)計(jì)
• 無(wú)齒輪和電池，多圈
• 工作溫度：-40°C 到 +85°C
• 模擬輸出，CANopen 總線，J1939 協(xié)議，RS232 標(biāo)準(zhǔn)，DeviceNet 總線，SSI 協(xié)議
• 環(huán)境防護(hù)等級(jí)，可達(dá)： IP65