增量式码盘和绝对式码盘有什么区别?怎么选
增量式码盘输出脉冲,上电后要回零;绝对式码盘每个角度都有唯一编码,上电就知道位置。本文比较两者的码道、分辨率、信号和成本,并给出选型建议。
2026-10-04 · 廊坊晶正光电技术有限公司
结论:断电重启后必须马上知道位置的设备,例如机器人关节、多轴伺服、阀门执行器,选绝对式码盘;只需要测速度或相对位移、对成本敏感的设备,选增量式码盘。
一、增量式码盘
增量式码盘在一圈上刻等间距的线,例如 2500 线,另加一条零位(Z)码道。读头输出相位差 90° 的 A、B 两路方波,控制器按 A、B 的先后判断转向,再四倍频计数:2500 线 × 4 = 每圈 10000 个计数。
增量式只告诉你“转了多少”,不告诉你“现在在哪”。上电后要先回零,找到 Z 信号或外部原点开关,之后的位置才有意义。
正余弦码盘也属于增量式。读头输出模拟的 sin/cos 信号,经过插值细分(例如 ×256、×1024),一圈可以得到比方波高得多的分辨率。
二、绝对式码盘
绝对式码盘上,每个角度位置对应一组唯一的编码,上电读一次就知道当前位置,不需要回零。常见两种做法:
- 多码道格雷码:n 位分辨率需要 n 条同心码道。格雷码相邻两个位置只变一位,读数在码道交界处不会出现大跳变。位数越高,码道越多,码盘越大。
- 单码道伪随机码:一条码道上排列伪随机序列,读头用一排感光单元同时读取连续几位,确定绝对位置,再配合一条增量码道细分。码盘可以做得更小,适合高位数。
绝对式的分辨率用位数表示:一圈 2ⁿ 个位置。17 位是 131072 个位置,每个约 9.9″;23 位约 0.15″。需要记录转了几圈时,用齿轮组带动多个码盘(机械多圈),或用电池、能量采集电路计圈(电子多圈)。
三、对比
| 对比项 | 增量式 | 绝对式 |
|---|---|---|
| 输出 | A/B 脉冲,或 sin/cos | 每个位置一组编码 |
| 上电后 | 需要回零 | 直接知道位置 |
| 码道 | 一条增量道 + 零位道 | 多条格雷码道,或一条伪随机码道 + 增量道 |
| 分辨率表示 | 线数 × 倍频或细分倍数 | 位数(2ⁿ) |
| 干扰丢脉冲后 | 误差会一直累积,直到再回零 | 下一次读数自动恢复 |
| 码盘图形 | 简单 | 复杂,对光刻精度和码道对准要求高 |
| 成本 | 低 | 高 |
四、怎么选
- 数控机床主轴测速、输送线、普通电机反馈:增量式
- 机器人关节、多轴伺服、断电不能回零的设备:绝对式
- 要很高分辨率、又想码盘小:正余弦增量道 + 伪随机绝对道的组合
五、询价时写清楚
增量式写线数、是否要零位 Z、方波还是正余弦;绝对式写位数、码制(格雷码或伪随机码)、码道数量和各自读数半径,以及读头或解码芯片型号。详细清单见定制码盘询价的 20 项参数。
本文由廊坊晶正光电技术有限公司工程部整理。晶正光电生产玻璃码盘、金属反射式码盘、PC码盘和定制码盘,官网 www.encoderdisk.cn,电话 0316-8933331。
