深度解析施克SICK编码器的线数、分辨率及接线方法

深度解析施克SICK编码器的线数、分辨率及接线方法

编码器，这一在工业中的电机定位设备，其核心作用在于将角位移或直线位移精准地转换为电信号。具体来说，前者被称为码盘，后者则被称为码尺。无论是绝对式编码器还是增量式编码器，它们都是工业自动化领域的关键组件，广泛应用于角度、长度测量、转速监测以及精准定位等多样化场合。其中，编码器的分辨率是一个至关重要的概念，它决定了设备测量和定位的精确度。而接线方法，则是确保编码器能够稳定、高效地发挥其功能的基础。

编码器的结构图展示了其核心组件和测量原理。在此，我们主要聚焦于编码器的分辨率。编码器上常见的单位是P/R，即脉冲每转（pulse per revolution），它决定了编码器转一圈能输出多少脉冲。此外，伺服电机后方的编码器还可能具有1000线、2500线以及15位、16位等不同分辨率，这些单位可能会让人混淆。但无论单位如何变化，我们关心的是编码器每转一圈能输出多少脉冲。另外，编码器的输出信号通常包括ABZ三相，其中AB相代表脉冲输出，而Z相则指示圈数。通过观察AB两相的相位差（90°）以及A相相对于B相的超前或滞后状态，我们可以判断出旋转的方向。

首先，我们来澄清一下P/R和ppr的概念。这两者都表示编码器每转一圈所输出的脉冲数，这是一个相对直观且容易理解的概念。接下来，我们来看看编码器光电码盘的一周刻线。增量式码盘的刻线可以是10线、100线或2500线，只要码盘刻线足够，编码器就能分辨出相应的角度。在一般的计算中，我们通常以360度除以刻线数来得出每个刻线所代表的角度。

同样地，编码器光电码盘的一圈也可以被划分为若干份，每一份都对应着一个脉冲。在计算脉冲数时，常常采用4倍频的方法来进行计数，这样可以使分辨率提高4倍。例如，一个2500线编码器的分辨率在采用4倍频后，可以达到10000p/r。

为了更好地理解4倍频和1倍频的区别，我们可以借助脉冲方波来进行说明。

简单来说，1倍频计数就是在一个完整的周期内检测到A和B方波的输出，从而产生一个脉冲。而4倍频计数则是在同一个周期内，检测到A方波的一个上升沿和一个下降沿，以及B方波的一个上升沿和一个下降沿，每个上升沿或下降沿都会触发一个脉冲的输出。这样一来，在一个周期内就能产生4个脉冲，从而显著提高了分辨率和定位精度。

接下来，我们谈谈“位"的概念。在绝对值编码器中，“位"是一个关键指标。其圆形码盘上沿径向分布着若干同心码盘，每条码道上由透光和不透光的扇形区交替组成。相邻码道的扇区数量呈双倍关系。码盘上的码道数量决定了其二进制数码的位数。在码盘的一侧设有光源，另一侧则对应每一码道配置了一个光敏元件。当码盘处于不同位置时，这些光敏元件会根据受光照情况转换出相应的电平信号，进而形成二进制数并输出。

值得注意的是，以“位"为单位的分辨率通常高于以“线"为单位的分辨率。在编码器中，对于超过1000线的分辨率，常常采用“位"来表示。

此外，编码器的正确接线方法也至关重要。不同型号的编码器可能有不同的接线原理和实际接线方式，但一般都需要确保电源线、输入线和输出线等正确连接。例如，在增量型编码器的接线中，棕色线通常接电源正极，蓝色线接电源负极，而黑色、白色和橙色线则分别接输入0.00、输入0.01和输入0.04。同时，还需要确保PLC的COM端子正确接电源正极。

（2）请参考下图，这是PNP输出增量型的实际接线图。

棕色线应接电源正极，蓝色线接电源负极，黑色线接输入0.00，白色线接输入0.01，橙色线接输入0.04，同时，PLC的COM端子需接电源负极，以确保正确接线。

（3）展示了绝对值型编码器的线路与PLC输入点的对应关系，而图2则描绘了NPN输出绝对值型的实际接线情况。

在接线时，应将红色线接到电源正极，黑色线接到电源负极，同时，将褐色线、橙色线、黄色线、绿色线、蓝色线、紫色线、灰色线和白色线分别接到相应的输入点上。此外，的端子应接电源正极，以确保接线正确无误。

（4）输出绝对值型的实际接线情况。

在接线时，应遵循以下规则：红色线应接至电源正极，黑色线接至电源负极。同时，将褐色线、橙色线、黄色线、绿色线、蓝色线、紫色线、灰色线和白色线分别接到相应的输入点上，例如，褐色线接输入0.00，橙色线接输入0.01，以此类推。此外，PLC的COM端子应接至电源负极，以确保接线无误。