功率变送器原理
光电编码器
，是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲、数字量或模拟量信号输出的传感器。利用它可以实现角度、直线位移、转速等模拟物理量的测量。 一、特点
它具有体积小、重量轻、品种多、功能全、高频响应、分辨能力高、承载能力强、力矩小、耗能低；性能稳定、可靠、使用寿命长等特点。
二、编码器分类
1、按信号的原理分：增量式编码器、绝对式编码器、混合式编码器
1）增量式编码器
直接利用光电转换原理输出三组方波脉冲A、B和Z相；A、B两组脉冲相位差90º，从而可
方便地判断出旋转方向，而Z相为每转一个脉冲，用于基准点定位。它的优点是原理构造简单，机械平均寿命可在几万小时以上，抗干扰能力强，可靠性高，适合于长距离传输。其缺点是无法输出轴转动的绝对位置信息。 2） 绝对式编码器
利用自然二进制或循环二进制（格雷码）方式进行光电转换的。绝对式编码器与增量式编码器不同之处在于圆盘上透光、不透光的线条图形，绝对编码器可有若干编码，根据读出码盘上的编码，检测绝对位置。编码的设计可采用二进制码、循环码、二进制补码等。它的特点是：
（1）可以直接读出角度坐标的绝对值；
（2）没有累积误差；
（3）电源切除后位置信息不会丢失。但是分辨率是由二进制的位数来决定的，也就是说精度取决于位数，目前有10位、14位等多种。
3）混合式绝对值编码器
它输出两组信息：一组信息用于检测磁极位置，带有绝对信息功能；另一组则完全同增量式编码器的输出信息。
绝对值编码器是一种直接编码和直接测量的检测装置。它能指示绝对值位置，没有累积误差，电源切除后，位置信息不丢失。常用的编码器有编码盘和编码尺，统称为码盘。从编码器的使用记数来分类，有二进制编码、二进制循环码（葛莱码）、二-十进制码等编码器。从结构原理分类，有接触式、光电式和电磁式等几种。
混合式绝对值编码器就是把增量制码与绝对制码同做在一块码盘上。在圆盘的最外圈是高密度的增量条纹，中间有四个码道组成绝对式的四位葛莱码，每1/4同心圆被葛莱码分割成16个等分段。该码盘的工作原理是三极记数：粗、中、精计数。码盘转的转数由对“一转脉冲”的计数表示。在一转以内的角度位置有葛莱码的4*16不同的数值表示。每1/4圆葛莱码的细分有最外圆的增量码完成。
增量式光电编码器：测速，测转动方向，测移动角度、距离(相对)。
A：工作原理图
潜流湿地
B：工作原理：
1）光电编码器的组成：一个中心有轴的光电码盘，在圆盘上有规则地刻有透光和不透光的线条，在圆盘两侧，安放发光元件和光敏元件。当圆盘旋转时，光敏元件接收的光通量随透光线条同步变化，光敏元件输出波形经过整形后变为脉冲，获得四组正弦波信号组合：
A、/A、B、/B ，每个正弦波相差90度相位差（相对于一个周波为360度）用以判断旋转方向。码盘上有Z相标志（参考机械零位），每转一圈输出一个Z相脉冲以代表零位参考位。
2）由于A、B两相相差90度，可通过比较A相在前还是B相在前，以判别编码器的正转与反转，如果A相脉冲比B相脉冲超前则光电编码器为正转，否则为反转；通过零位脉冲，可获得编码器的零位参考位。
3）当脉冲数已固定，而需要提高分辨率时，可利用90°相位差A、B两路信号，对原脉冲数进行2倍频或4倍频。
4）轴的每圈转动，增量型编码器提供一定数量的脉冲。周期性的测量或者单位时间内的脉冲计数可以用来测量移动的速度。如果在一个参考点后面脉冲数被累加，计算值就代表了转动角度或行程的参数。双通道编码器输出脉冲之间相差为90º。能使接收脉冲的电子设备接收轴的旋转感应信号， 因此可用来实现双向的定位控制；另外，三通道增量型旋转编码器每一圈产生一个称之为零位信号的脉冲。
C：关于码盘
a）脉冲信号
1.A相
2.B相
3.Z相
编码器的材料有玻璃、金属、塑料，玻璃码盘是在玻璃上沉积很薄的刻线，其热稳定性好，精度高，金属码盘直接以通和不通刻线，不易碎，但由于金属有一定的厚度，精度就有限制，其热稳定性就要比玻璃的差一个数量级，塑料码盘是经济型的，其成本低，但精度、热稳定性、寿命均要差一些。
b)分辨率
编码器以每旋转360度提供多少的通或暗刻线称为分辨率，也称解析分度、或直接称多少线，一般在每转分度5~10000线。
c)机械转速和电气转速
机械转速
编码器的机械转速以每分钟最大可以旋转多少圈表示——rpm。
电气转速
编码器的电气转速也称为开关频率，是读取每个脉冲信号的反应速度，以每秒多少次表示——Hz。
1.最大工作速度应同时兼顾编码器的机械转速、电气转速以及编码器后续接收设备的开关频率。
Nmax=Fmax×60/Z；Nmax：最大转速；Fmax：最高响应频率；Z：每转输出脉冲数
2.每秒钟光电编码器输出的脉冲个数：
N=电机的转速n×每转线数/60
例如，当电机的转速n=1000转/分，线数为600，则每秒钟光电编码器的脉冲个数应为
N=1000 × 600/60=10000（个）脉冲
脉动测速中心
可视化调度系统
若n=1转/分
则N=1 × 600/60 =10（个）
d)信号输出：正弦波（电流或电压）、方波（TTL、HTL）、集电极开路（PNP、NPN）、推拉式
其中：
TTL为长线差分驱动（对称A，/A；B，/B；Z，/Z）；
HTL也称推拉式、推挽式输出，编码器的信号接收设备接口应与编码器对应。
e)信号连接
连接设备：计数器、PLC、计算机
连接方式：
1. 单相连接：
用于正反向计数和测速
2. A、B两相连接：
用于正反向计数、判断正反向和测速
3. A、B、Z三相连接：
用于带参考位修正的位置测量。
1）PLC和计算机连接的模块有低速模块与高速模块之分，开关频率有低有高。
2）三相连接：
由于带有对称负信号的连接，电流对于电缆贡献的电磁场为0，衰减最小，抗干扰最佳，可传输较远的距离。
对于TTL的带有对称负信号输出的编码器，信号传输距离可达150米。
对于HTL的带有对称负信号输出的编码器，信号传输距离可达300米。
三、计数模块编程
增量式编码器的问题：
1）增量型编码器存在零点累计误差，抗干扰较差，接收设备的停机需断电记忆，开机应零或参考位等问题，这些问题如选用绝对型编码器可以解决。
2）测量速度有等时间法，和等脉冲数法。
等时间法，选定一个单位时间,（如100mS）,在单位时间里累计读取的脉冲数时间平均，既是此时间段的平均速度。
等脉冲数，选定一定数量的脉冲数（如100脉冲），在累计读到这些脉冲数的时间，作时间平均，既是此时间的平均速度。
一般工业中多用等时法。
1、从增量式编码器到绝对值式编码器柿子去皮机
增量式编码器以转动时输出脉冲，通过计数设备来计算其位置，当编码器不动或停电时，依靠计数设备的内部记忆来记住位置。这样，当停电后，编码器不能有任何的移动，当来电工作时，编码器输出脉冲过程中，也不能有干扰而丢失脉冲，不然，计数设备计算并记忆的零点就会偏移，而且这种偏移的量是无从知道的，只有错误的生产结果出现后才能知道。
解决的方法是增加参考点，编码器每经过参考点，将参考位置修正进计数设备的记忆位置。在参考点以前，是不能保证位置的准确性的。为此，在工控中就有每次操作先参考
点，开机零等方法。
这样的方法对有些工控项目比较麻烦，甚至不允许开机零（开机后就要知道准确位置），于是就有了绝对编码器的出现。
琉璃砖2、绝对值式光电编码器
工作原理：
圆形码盘上沿径向有若干同心码道，相邻码道的扇区数目是双倍关系，码盘上的码道数就是它的二进制数码的位数。
绝对值编码器为每一个轴的位置提供一个独一无二的编码数字值。
当掉电时， 绝对型编码器的位置不会丢失 。
1）绝对值编码器，在它的圆形码盘上沿径向有若干同心码道，每条道上由透光和不透光的扇形区相间组成，相邻码道的扇区数目是双倍关系，码盘上的码道数就是它的二进制数码的位数，在码盘的一侧是光源，另一侧对应每一码道有一光敏元件；当码盘处于不同位置
时，各光敏元件根据受光照与否转换出相应的电平信号，形成二进制数。这种编码器的特点是不要计数器，在转轴的任意位置都可读出一个固定的与位置相对应的数字码。显然，码道越多，分辨率就越高，对于一个具有 N位二进制分辨率的编码器，其码盘必须有N条码道。
2）它有一个绝对零位代码，当停电或关机后，再开机重新测量时，仍可准确地读出停电或关机位置的代码，并准确地到零位代码。
3）绝对式编码器轴旋转时，有与位置对应的代码（二进制、BCD码等）输出。从代码大、小的变更，即可判别正反方向和位移所处的位置，而无需判向电路。
4）格雷码每次只变化一位。
5）旋转编码器的格雷码也是循环码，其最高位与最低位同样遵循只变化一位的规律。
3、单圈绝对式编码器
