伺服编码器是伺服系统中用于检测电机位置、速度和方向的关键部件，其种类繁多，通常可根据工作原理、输出信号类型、结构形式等进行分类。以下是常见的伺服编码器种类及特点：

一、按工作原理分类

1. 光电编码器

原理：通过光源、光栅盘（刻有均匀缝隙或图案）和光电接收装置配合，利用光的遮挡与透射产生脉冲信号，反映电机的旋转位置和速度。

特点：

分辨率高（可达数万线），精度高，响应速度快。

应用广泛，是伺服系统中最常用的编码器类型。

细分类型：

增量式光电编码器：输出 A、B 相脉冲（相位差 90°，用于判断方向）和 Z 相零位脉冲，需通过计数器累计位置，掉电后位置信息丢失。

2. 磁编码器

原理：利用磁场变化检测位置，通过磁栅盘（带有磁性图案）和磁敏元件（如霍尔传感器、磁阻传感器）感知磁场强度或方向的变化，转化为电信号。

特点：

抗污染能力强（防尘、防油污），耐振动、冲击性能好，环境适应性优于光电编码器。

分辨率和精度略低于高端光电编码器，但成本较低，适合恶劣环境（如工业机械、汽车领域）。

3. 旋转变压器（Resolver）

原理：一种电磁感应式传感器，由定子（励磁绕组）和转子（输出绕组）组成，通过转子旋转时绕组间的电磁耦合变化，输出与角度相关的调制信号，需通过解码电路转换为数字量。

特点：

极端环境适应性极强（耐高温、低温、高振动、强电磁干扰），可靠性高。

精度较高，但分辨率受解码电路影响，通常用于军工、航空航天、高端工业设备等领域。

4. 电容式编码器

原理：基于电容变化检测位置，通过定子和转子上的极板图案相对运动，改变电容值，转化为位置信号。

特点：

无机械磨损，寿命长，抗振动和冲击性能较好。

对油污、灰尘不敏感，但易受温度、湿度影响，应用范围相对较窄。

二、按输出信号类型分类

1. 增量式编码器

输出信号：连续的脉冲信号（如 A、B、Z 相），通过计数脉冲数计算位置和速度，方向由 A、B 相的相位关系判断。

优缺点：结构简单、成本低，但掉电后位置信息丢失，需重新回零；易受干扰导致计数误差。

三、按结构形式分类

1. 轴型编码器

有中心轴，通过联轴器与电机轴直接连接，安装方便，适用于大多数伺服电机。

2. 通孔型编码器（中空轴编码器）

中心为空心轴，电机轴可直接穿过，节省空间，适合小型化电机或对安装空间有要求的场景。

3. 内置式编码器

集成在伺服电机内部，与电机转子直接耦合，减少外部干扰，提高系统稳定性（主流伺服系统常用）。

4. 外置式编码器

安装在电机外部，通过齿轮或皮带传动检测负载端位置，可补偿传动机构的误差（如精密机床、机器人）。

四、其他特殊类型

线性编码器：用于直线伺服系统，检测直线位移（如光栅尺、磁栅尺），原理与旋转编码器类似，但为直线结构。

磁阻式编码器：基于磁阻效应，通过磁场变化改变电阻值输出信号，抗干扰性强，成本适中。

总结

伺服编码器的选择需根据应用场景的精度要求、环境条件（温度、湿度、污染程度）、成本预算及信号接口（如 TTL、RS485、SSI）等因素综合判断。光电编码器是工业领域的主流选择，磁编码器和旋转变压器则在恶劣环境中更具优势，编码器适用于需长期保存位置信息的场景。

王工（13137008229）