深度解析施克SICK編碼器的線數(shù)、分辨率及接線方法
編碼器，這一在工業(yè)中的電機(jī)定位設(shè)備，其核心作用在于將角位移或直線位移精準(zhǔn)地轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。具體來(lái)說(shuō)，前者被稱為碼盤，后者則被稱為碼尺。無(wú)論是絕對(duì)式編碼器還是增量式編碼器，它們都是工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的關(guān)鍵組件，廣泛應(yīng)用于角度、長(zhǎng)度測(cè)量、轉(zhuǎn)速監(jiān)測(cè)以及精準(zhǔn)定位等多樣化場(chǎng)合。其中，編碼器的分辨率是一個(gè)至關(guān)重要的概念，它決定了設(shè)備測(cè)量和定位的精確度。而接線方法，則是確保編碼器能夠穩(wěn)定、高效地發(fā)揮其功能的基礎(chǔ)。
編碼器的結(jié)構(gòu)圖展示了其核心組件和測(cè)量原理。在此，我們主要聚焦于編碼器的分辨率。編碼器上常見的單位是P/R，即脈沖每轉(zhuǎn)（pulse per revolution），它決定了編碼器轉(zhuǎn)一圈能輸出多少脈沖。此外，伺服電機(jī)后方的編碼器還可能具有1000線、2500線以及15位、16位等不同分辨率，這些單位可能會(huì)讓人混淆。但無(wú)論單位如何變化，我們關(guān)心的是編碼器每轉(zhuǎn)一圈能輸出多少脈沖。另外，編碼器的輸出信號(hào)通常包括ABZ三相，其中AB相代表脈沖輸出，而Z相則指示圈數(shù)。通過(guò)觀察AB兩相的相位差（90°）以及A相相對(duì)于B相的超前或滯后狀態(tài)，我們可以判斷出旋轉(zhuǎn)的方向。
首先，我們來(lái)澄清一下P/R和ppr的概念。這兩者都表示編碼器每轉(zhuǎn)一圈所輸出的脈沖數(shù)，這是一個(gè)相對(duì)直觀且容易理解的概念。接下來(lái)，我們來(lái)看看編碼器光電碼盤的一周刻線。增量式碼盤的刻線可以是10線、100線或2500線，只要碼盤刻線足夠，編碼器就能分辨出相應(yīng)的角度。在一般的計(jì)算中，我們通常以360度除以刻線數(shù)來(lái)得出每個(gè)刻線所代表的角度。
同樣地，編碼器光電碼盤的一圈也可以被劃分為若干份，每一份都對(duì)應(yīng)著一個(gè)脈沖。在計(jì)算脈沖數(shù)時(shí)，常常采用4倍頻的方法來(lái)進(jìn)行計(jì)數(shù)，這樣可以使分辨率提高4倍。例如，一個(gè)2500線編碼器的分辨率在采用4倍頻后，可以達(dá)到10000p/r。
為了更好地理解4倍頻和1倍頻的區(qū)別，我們可以借助脈沖方波來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，1倍頻計(jì)數(shù)就是在一個(gè)完整的周期內(nèi)檢測(cè)到A和B方波的輸出，從而產(chǎn)生一個(gè)脈沖。而4倍頻計(jì)數(shù)則是在同一個(gè)周期內(nèi)，檢測(cè)到A方波的一個(gè)上升沿和一個(gè)下降沿，以及B方波的一個(gè)上升沿和一個(gè)下降沿，每個(gè)上升沿或下降沿都會(huì)觸發(fā)一個(gè)脈沖的輸出。這樣一來(lái)，在一個(gè)周期內(nèi)就能產(chǎn)生4個(gè)脈沖，從而顯著提高了分辨率和定位精度。
接下來(lái)，我們談?wù)劇拔?的概念。在絕對(duì)值編碼器中，“位"是一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)。其圓形碼盤上沿徑向分布著若干同心碼盤，每條碼道上由透光和不透光的扇形區(qū)交替組成。相鄰碼道的扇區(qū)數(shù)量呈雙倍關(guān)系。碼盤上的碼道數(shù)量決定了其二進(jìn)制數(shù)碼的位數(shù)。在碼盤的一側(cè)設(shè)有光源，另一側(cè)則對(duì)應(yīng)每一碼道配置了一個(gè)光敏元件。當(dāng)碼盤處于不同位置時(shí)，這些光敏元件會(huì)根據(jù)受光照情況轉(zhuǎn)換出相應(yīng)的電平信號(hào)，進(jìn)而形成二進(jìn)制數(shù)并輸出。
值得注意的是，以“位"為單位的分辨率通常高于以“線"為單位的分辨率。在編碼器中，對(duì)于超過(guò)1000線的分辨率，常常采用“位"來(lái)表示。
此外，編碼器的正確接線方法也至關(guān)重要。不同型號(hào)的編碼器可能有不同的接線原理和實(shí)際接線方式，但一般都需要確保電源線、輸入線和輸出線等正確連接。例如，在增量型編碼器的接線中，棕色線通常接電源正極，藍(lán)色線接電源負(fù)極，而黑色、白色和橙色線則分別接輸入0.00、輸入0.01和輸入0.04。同時(shí)，還需要確保PLC的COM端子正確接電源正極。
（2）請(qǐng)參考下圖，這是PNP輸出增量型的實(shí)際接線圖。
棕色線應(yīng)接電源正極，藍(lán)色線接電源負(fù)極，黑色線接輸入0.00，白色線接輸入0.01，橙色線接輸入0.04，同時(shí)，PLC的COM端子需接電源負(fù)極，以確保正確接線。
（3）展示了絕對(duì)值型編碼器的線路與PLC輸入點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，而圖2則描繪了NPN輸出絕對(duì)值型的實(shí)際接線情況。
在接線時(shí)，應(yīng)將紅色線接到電源正極，黑色線接到電源負(fù)極，同時(shí)，將褐色線、橙色線、黃色線、綠色線、藍(lán)色線、紫色線、灰色線和白色線分別接到相應(yīng)的輸入點(diǎn)上。此外，的端子應(yīng)接電源正極，以確保接線正確無(wú)誤。
（4）輸出絕對(duì)值型的實(shí)際接線情況。
在接線時(shí)，應(yīng)遵循以下規(guī)則：紅色線應(yīng)接至電源正極，黑色線接至電源負(fù)極。同時(shí)，將褐色線、橙色線、黃色線、綠色線、藍(lán)色線、紫色線、灰色線和白色線分別接到相應(yīng)的輸入點(diǎn)上，例如，褐色線接輸入0.00，橙色線接輸入0.01，以此類推。此外，PLC的COM端子應(yīng)接至電源負(fù)極，以確保接線無(wú)誤。
