增量式碼盤和絕對式碼盤有什麼區別?怎麼選

增量式碼盤輸出脈衝,上電後要回零;絕對式碼盤每個角度都有唯一編碼,上電就知道位置。本文比較兩者的碼道、解析度、訊號和成本,並給出選型建議。

2026-10-04 · 廊坊晶正光電技術有限公司

結論:斷電重啟後必須馬上知道位置的裝置,例如機器人關節、多軸伺服、閥門執行器,選絕對式碼盤;只需要測速度或相對位移、對成本敏感的裝置,選增量式碼盤。

一、增量式碼盤

增量式碼盤在一圈上刻等間距的線,例如 2500 線,另加一條零位(Z)碼道。讀頭輸出相位差 90° 的 A、B 兩路方波,控制器按 A、B 的先後判斷轉向,再四倍頻計數:2500 線 × 4 = 每圈 10000 個計數。

增量式只告訴你“轉了多少”,不告訴你“現在在哪”。上電後要先回零,找到 Z 訊號或外部原點開關,之後的位置才有意義。

正餘弦碼盤也屬於增量式。讀頭輸出模擬的 sin/cos 訊號,經過插值細分(例如 ×256、×1024),一圈可以得到比方波高得多的解析度。

二、絕對式碼盤

絕對式碼盤上,每個角度位置對應一組唯一的編碼,上電讀一次就知道當前位置,不需要回零。常見兩種做法:

  • 多碼道格雷碼:n 位解析度需要 n 條同心碼道。格雷碼相鄰兩個位置只變一位,讀數在碼道交界處不會出現大跳變。位數越高,碼道越多,碼盤越大。
  • 單碼道偽隨機碼:一條碼道上排列偽隨機序列,讀頭用一排感光單元同時讀取連續幾位,確定絕對位置,再配合一條增量碼道細分。碼盤可以做得更小,適合高位數。

絕對式的解析度用位數表示:一圈 2ⁿ 個位置。17 位是 131072 個位置,每個約 9.9″;23 位約 0.15″。需要記錄轉了幾圈時,用齒輪組帶動多個碼盤(機械多圈),或用電池、能量採集電路計圈(電子多圈)。

三、對比

對比項增量式絕對式
輸出A/B 脈衝,或 sin/cos每個位置一組編碼
上電後需要回零直接知道位置
碼道一條增量道 + 零位道多條格雷碼道,或一條偽隨機碼道 + 增量道
解析度表示線數 × 倍頻或細分倍數位數(2ⁿ)
干擾丟脈衝後誤差會一直累積,直到再回零下一次讀數自動恢復
碼盤圖形簡單複雜,對微影精度和碼道對準要求高
成本低高

四、怎麼選

  • CNC 工具機主軸測速、輸送線、普通馬達反饋:增量式
  • 機器人關節、多軸伺服、斷電不能回零的裝置:絕對式
  • 要很高解析度、又想碼盤小:正餘弦增量道 + 偽隨機絕對道的組合

五、詢價時寫清楚

增量式寫線數、是否要零位 Z、方波還是正餘弦;絕對式寫位數、碼制(格雷碼或偽隨機碼)、碼道數量和各自讀數半徑,以及讀頭或解碼晶片型號。詳細清單見客製碼盤詢價的 20 項參數。

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