Чем отличаются инкрементальный и абсолютный кодовые диски и как сделать выбор
Инкрементальный кодовый диск выдает импульсы, и после включения питания требуется возврат в нулевую точку; у абсолютного кодового диска каждому углу соответствует уникальный код, поэтому положение известно сразу при включении. В статье сравниваются кодовые дорожки, разрешение, сигналы и стоимость обоих типов и даются рекомендации по выбору.
2026-10-04 · Langfang Jingzheng Optoelectronic Technology Co., Ltd.
Вывод: для оборудования, которому необходимо знать положение сразу после отключения питания и перезапуска, — например, сочленений роботов, многоосевых сервосистем, приводов клапанов — выбирайте абсолютный кодовый диск; для оборудования, которому нужно измерять только скорость или относительное перемещение и для которого важна стоимость, — инкрементальный.
1. Инкрементальные кодовые диски
На инкрементальном кодовом диске по окружности нанесены равноотстоящие штрихи, например 2500, и дополнительно — дорожка нулевой метки (Z). Считывающая головка выдает два прямоугольных сигнала A и B со сдвигом фаз 90°; контроллер определяет направление вращения по тому, какой из сигналов опережает, и ведет счет с учетверением: 2500 штрихов × 4 = 10 000 отсчетов на оборот.
Инкрементальный диск сообщает только, «на сколько он повернулся», но не «где он сейчас». После включения питания сначала требуется возврат в нулевую точку — поиск сигнала Z или внешнего датчика исходного положения; только после этого значение положения имеет смысл.
Синусно-косинусные кодовые диски также относятся к инкрементальным. Считывающая головка выдает аналоговые сигналы sin/cos, которые после интерполяции (например, ×256 или ×1024) дают на оборот значительно более высокое разрешение, чем прямоугольные сигналы.
2. Абсолютные кодовые диски
На абсолютном кодовом диске каждому угловому положению соответствует уникальный код, поэтому однократного считывания при включении питания достаточно, чтобы определить текущее положение без возврата в нулевую точку. Распространены два подхода:
- Многодорожечный код Грея: для разрешения n бит требуется n концентрических дорожек. В коде Грея при переходе между соседними положениями меняется только один разряд, поэтому на границах кодовых участков показания не скачут. Чем больше разрядов, тем больше дорожек и тем больше диаметр диска.
- Однодорожечный псевдослучайный код: на одной дорожке размещается псевдослучайная последовательность; считывающая головка с линейкой фоточувствительных элементов одновременно считывает несколько последовательных разрядов и определяет абсолютное положение, а для интерполяции добавляется инкрементальная дорожка. Диск можно сделать меньше, что удобно при высокой разрядности.
Разрешение абсолютного диска выражается в битах: 2ⁿ положений на оборот. 17 бит — это 131 072 положения, примерно по 9,9″ каждое; 23 бита — около 0,15″. Если требуется также учитывать число оборотов, применяют зубчатую передачу, приводящую несколько кодовых дисков (механический многооборотный энкодер), либо счет оборотов с помощью батареи или схемы сбора энергии (электронный многооборотный энкодер).
3. Сравнение
| Критерий | Инкрементальный | Абсолютный |
|---|---|---|
| Выход | Импульсы A/B или sin/cos | Уникальный код для каждого положения |
| При включении питания | Требуется возврат в ноль | Положение известно сразу |
| Дорожки | Одна инкрементальная дорожка + дорожка нулевой метки | Несколько дорожек кода Грея или одна псевдослучайная дорожка + инкрементальная дорожка |
| Выражение разрешения | Число штрихов × коэффициент умножения или интерполяции | Разряды (2ⁿ) |
| При потере импульсов из-за помех | Погрешность накапливается до следующего возврата в ноль | Восстанавливается автоматически при следующем считывании |
| Рисунок диска | Простой | Сложный; высокие требования к точности фотолитографии и совмещению дорожек |
| Стоимость | Низкая | Высокая |
4. Как выбрать
- Измерение частоты вращения шпинделя станков с ЧПУ, конвейерные линии, обратная связь обычных электродвигателей: инкрементальный
- Сочленения роботов, многоосевые сервосистемы, оборудование, которое не может выполнять возврат в ноль после отключения питания: абсолютный
- Очень высокое разрешение при малом диаметре диска: сочетание синусно-косинусной инкрементальной дорожки и псевдослучайной абсолютной дорожки
5. Что указать в запросе цены
Для инкрементальных дисков укажите число штрихов, необходимость нулевой метки Z и тип выходного сигнала — прямоугольный или синусно-косинусный; для абсолютных — разрядность, тип кода (код Грея или псевдослучайный код), количество дорожек и радиус считывания каждой из них, а также модель считывающей головки или микросхемы декодера. Подробный перечень приведен в статье «Запрос цены на кодовый диск по чертежу: 20 параметров».
Статья подготовлена инженерным отделом Langfang Jingzheng Optoelectronic Technology Co., Ltd. Jingzheng Optoelectronics производит стеклянные кодовые диски, металлические отражательные кодовые диски, кодовые диски из PC и кодовые диски по чертежу заказчика. Сайт: www.encoderdisk.cn; телефон: 0316-8933331.