Czym różnią się inkrementalne i absolutne tarcze enkodera? Jak wybrać
Inkrementalna tarcza enkodera generuje impulsy i po włączeniu zasilania wymaga bazowania; absolutna tarcza enkodera ma unikalny kod dla każdego kąta, więc położenie jest znane od razu po włączeniu. Artykuł porównuje oba rodzaje pod względem ścieżek kodowych, rozdzielczości, sygnałów i kosztów oraz podaje wskazówki doboru.
2026-10-04 · Langfang Jingzheng Optoelectronic Technology Co., Ltd.
Wniosek: dla urządzeń, które muszą znać położenie natychmiast po zaniku zasilania i ponownym uruchomieniu, takich jak przeguby robotów, wieloosiowe układy serwo i siłowniki zaworów, należy wybrać absolutną tarczę enkodera; dla urządzeń, które mierzą tylko prędkość lub przemieszczenie względne i w których istotny jest koszt – inkrementalną tarczę enkodera.
1. Inkrementalne tarcze enkodera
Inkrementalna tarcza enkodera ma na obwodzie równomiernie rozmieszczone kreski, np. 2500 kresek, oraz dodatkową ścieżkę znacznika zera (Z). Głowica odczytowa generuje dwa sygnały prostokątne A i B przesunięte w fazie o 90°; sterownik określa kierunek obrotu na podstawie kolejności sygnałów A i B, a następnie zlicza z powieleniem ×4: 2500 kresek × 4 = 10 000 zliczeń na obrót.
Tarcza inkrementalna informuje tylko, „o ile się obróciła”, a nie „gdzie jest teraz”. Po włączeniu zasilania wymaga najpierw bazowania – odnalezienia sygnału Z lub zewnętrznego wyłącznika bazowego; dopiero wtedy położenie ma sens.
Tarcze sinus/cosinus również są inkrementalne. Głowica odczytowa generuje analogowe sygnały sin/cos, które po interpolacji (np. ×256 lub ×1024) zapewniają znacznie wyższą rozdzielczość na obrót niż sygnały prostokątne.
2. Absolutne tarcze enkodera
Na absolutnej tarczy enkodera każdemu położeniu kątowemu odpowiada unikalny kod, więc jeden odczyt po włączeniu zasilania podaje bieżące położenie bez bazowania. Stosuje się dwa typowe rozwiązania:
- Wielościeżkowy kod Graya: rozdzielczość n-bitowa wymaga n koncentrycznych ścieżek kodowych. W kodzie Graya między sąsiednimi położeniami zmienia się tylko jeden bit, więc na granicach kodów odczyt nie wykazuje dużych skoków. Im więcej bitów, tym więcej ścieżek i tym większa tarcza.
- Jednościeżkowy kod pseudolosowy: na jednej ścieżce umieszczona jest sekwencja pseudolosowa; głowica odczytowa za pomocą linijki elementów światłoczułych odczytuje jednocześnie kilka kolejnych bitów i wyznacza położenie absolutne, a dodatkowa ścieżka inkrementalna służy do interpolacji. Tarcza może być mniejsza, co sprzyja dużej liczbie bitów.
Rozdzielczość tarczy absolutnej wyraża się w bitach: 2ⁿ położeń na obrót. 17 bitów to 131 072 położenia, każde ok. 9,9″; 23 bity to ok. 0,15″. Gdy trzeba również rejestrować liczbę obrotów, przekładnia zębata napędza kilka tarcz (wieloobrotowość mechaniczna) albo obroty zlicza układ zasilany baterią lub z odzyskiem energii (wieloobrotowość elektroniczna).
3. Porównanie
| Kryterium | Inkrementalny | Absolutny |
|---|---|---|
| Wyjście | Impulsy A/B lub sin/cos | Unikalny kod dla każdego położenia |
| Po włączeniu zasilania | Wymaga bazowania | Położenie znane od razu |
| Ścieżki kodowe | Jedna ścieżka inkrementalna + ścieżka znacznika zera | Kilka ścieżek kodu Graya lub jedna ścieżka pseudolosowa + ścieżka inkrementalna |
| Wyrażenie rozdzielczości | Liczba kresek × współczynnik powielenia lub interpolacji | Bity (2ⁿ) |
| Po utracie impulsów wskutek zakłóceń | Błąd narasta aż do ponownego bazowania | Automatyczne przywrócenie przy następnym odczycie |
| Wzór tarczy | Prosty | Złożony; wymaga wysokiej dokładności fotolitografii i wyrównania ścieżek |
| Koszt | Niski | Wysoki |
4. Jak wybrać
- Pomiar prędkości wrzeciona obrabiarek CNC, przenośniki, typowe sprzężenie zwrotne silników: inkrementalna
- Przeguby robotów, wieloosiowe układy serwo, urządzenia, których nie można bazować po zaniku zasilania: absolutna
- Bardzo wysoka rozdzielczość przy małej tarczy: połączenie inkrementalnej ścieżki sinus/cosinus z absolutną ścieżką pseudolosową
5. Co określić w zapytaniu ofertowym
Dla tarcz inkrementalnych należy podać liczbę kresek, informację, czy wymagany jest znacznik zera Z, oraz rodzaj wyjścia (prostokątne lub sinus/cosinus); dla tarcz absolutnych – liczbę bitów, rodzaj kodu (kod Graya lub kod pseudolosowy), liczbę ścieżek kodowych i promień odczytu każdej z nich, a także model głowicy odczytowej lub układu dekodującego. Szczegółową listę zawiera artykuł Zapytanie ofertowe o tarczę enkodera na zamówienie: 20 parametrów.
Artykuł opracował dział inżynieryjny Langfang Jingzheng Optoelectronic Technology Co., Ltd. Jingzheng Optoelectronics produkuje szklane tarcze enkodera, metalowe tarcze enkodera refleksyjne, tarcze enkodera z PC oraz tarcze enkodera na zamówienie. Strona internetowa: www.encoderdisk.cn; telefon: 0316-8933331.