亨士樂編碼器使用教程與測速原理

編碼器是一種旋轉式傳感器，主要功能是將角位移或角速度轉換成一系列電數(shù)字脈沖。這些脈沖信號可以用于測量位移或速度信息。Hengstler編碼器按輸出數(shù)據(jù)類型分為增量式和絕對式兩種，按檢測原理又可分為光學式、磁式、感應式和電容式等，其中光電編碼器和霍爾編碼器是常見的兩種類型。

編碼器原理

光電編碼器：
光電編碼器通過光電轉換將輸出軸上的機械幾何位移轉換成脈沖信號或數(shù)字量。它由光碼盤和光電檢測裝置組成。光碼盤上等分開通若干長方形孔，與電動機同軸。電動機旋轉時，檢測裝置會輸出脈沖信號，并且通常會有兩組帶有相位差的方波信號，以便判斷轉向。
霍爾編碼器：
霍爾編碼器則通過磁電轉換實現(xiàn)類似功能。它由霍爾碼盤和霍爾元件組成?；魻柎a盤上分布有不同的磁極，同樣與電動機同軸。當電動機旋轉時，霍爾元件會輸出脈沖信號，同樣可以通過兩組帶有相位差的方波信號判斷轉向。

圖為霍爾編碼器的工作原理

亨士樂編碼器接線說明

對于增量式輸出的霍爾編碼器，例如我們常用的編碼器，它具有AB相輸出，既可以測速又可以辨別轉向。Hengstler編碼器一般只需5V供電，并且自帶上拉電阻，因此可以直接連接到單片機的IO口進行讀取。

圖為編碼器的接線說明圖

亨士樂編碼器的軟件四倍頻技術

軟件四倍頻技術是一種提高編碼器精度的方法。在常規(guī)測速方法中，我們僅測量A相（或B相）的上升沿或下降沿，但四倍頻技術會同時測量A相和B相的上升沿或下降沿。這樣，在相同時間內，計數(shù)次數(shù)將翻倍（例如從3次變?yōu)?2次），從而提高測量精度。

單片機采集編碼器數(shù)據(jù)

由于Hengstler編碼器輸出的是標準方波信號，因此單片機可以直接讀取。具有編碼器接口的單片機（如STM32）可以直接使用硬件技術讀取，而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讀取。例如，將編碼器的A相輸出連接到單片機的外部中斷輸入口，通過跳變沿觸發(fā)中斷，在中斷服務函數(shù)中，再根據(jù)B相的電平來確定轉向。如果A相有跳變沿且B相為高電平，則判斷為正轉；如果B相為低電平，則判斷為反轉。

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