智能旋转换向编码器供给输出选项、简略调零、简化BOM和依据PC的见地
新办法敞开新机遇
一直以来编码器用户都不乐意改动，因为一些宣称可供给杰出功用和牢靠性的立异电机操控技能，有必要具有超卓的纪录和往绩来作为支撑，才可以用于作业场地或工业设备。尽管光学编码器和磁编码器历史悠久，而且依据看似“更详细”的物理概念，可是电容式编码器亦是依据经过全面实验的原理，而且现已经过多年来在现场的成功实践运用中得到证明。这种不同于运动感测的数字式替换办法供给了许多好处，为运用旋转换向编码器的规划人员供给了全新的智能水平。
旋转编码器关于简直一切运动-操控运用来说都很要害，因为无刷直流电动机（BLDC）运用添加，使得旋转编码器的需求进一步扩展，而且供给了操控、精度和功率等方面的许多好处。编码器的使命很简略，原则上便是：向体系操控器指示电机轴的方位，请参阅图1.操控器可以运用这信息精确高效地给电机绕组转向以及承认速度、方向和加快，这些是运动操控回路保持电机功用要求所需求的参数。
图1 旋转编码器供给电机轴方向、方位、速度和加快信息
编码器可以依据各种技能，这些技能供给规范的A和B正交信号数字输出，某些类型还供给索引输出，请参阅图2a.换向编码器（下面将进行更全面的阐明）还供给U、V和W换-相的信道输出，请参阅图2b.
图2a 光学编码器规范A和B正交信号及索引信号
图2b 换向编码器产生的U、V和W波形
编码器技能
最著名的三种编码器办法别离依据光学技能、磁技能或电容技能。简略来说，光学技能选用带槽圆盘，一侧是LED，而光电晶体管在相对的一侧。当圆盘滚动时，光程被阻断，得到的脉冲指示轴的滚动和方向。尽管光学办法成本低且功率高，可是以下两个要素使得光学编码器的牢靠性下降：尘垢、尘埃和油脂等污染物会搅扰光程，及LED的运用寿命有限，一般几年之内其亮度丢失过半，终究被烧坏。
除了运用磁场而非光束之外，磁编码器的结构与光学编码器相似。磁编码器用磁盘替代带槽光轮，磁盘在一组磁阻传感器上滚动，在这些传感器中产生呼应，传递给信号-调理前端电路，用于承认轴的方位。尽管这种编码器的耐用性较高，可是简略遭到电机产生的电磁搅扰影响，精确性不如光学编码器。
第三种办法，即电容式编码办法，具有光学编码器和磁编码器的一切长处，可是却没有它们的缺陷。这种技能运用的原理与老练、低成本而且精密的数字游标卡尺相同。它具有两个柱状或线状型式，一个在固定元件上，另一个在运动元件上，两者一同形成了一个装备为发送器/接收器对的可变电容器，请参阅图3.当编码器滚动时，一体式ASIC对这些线的改动进行计数，并运用内插法寻觅轴的方位和滚动方向，树立规范的正交输出，以及其它编码器供给的换向输出，用于操控无刷直流（BLDC）电机。
这种电容式技能的长处是不会磨损，不受工业环境中常见的尘埃、尘垢和油脂等污染物质的影响，使其本质上比光学编码器更牢靠。电容式编码器还具有其数字操控特征带来的功用优势，包含调理编码器分辨率的才能（脉冲/转数），不需求更换为分辨率更高或更低的编码器。
图3 电容式编码器对收到的与电机轴衔接的转子发送的信号调制脉冲进行计数
最佳挑选
CUI全新AMT31系列是先进电容式编码器的模范，供给A和B正交信号、索引信号以及U、V和W换-相的信号。它在48-4096脉冲/转（PPR）之间具有20个可选递加分辨率，2-20之间共7个电机极-对。AMT31系列还具有承认毂，使设备简略。它从5 V电源轨操作，仅需16 mA供电电流。
可是，电容式编码器的好处远远不止杰出的功用、灵敏性及短期和长时刻稳定性。与光学和磁编码器不同的是，电容式编码器的数字输出将体系规划带入21世纪，在编码器的运用中供给许多共同的体系好处，掩盖从产品开发到设备，乃至保护的一切阶段。
为什么？因为光学或磁编码器的输出仅可完结作业，但却“不灵敏”，无法为用户供给灵敏性、见地或操作优势。相比之下，电容式编码器是数字式的，运用内置的ASIC和微操控器来供给其它特色和增强功用。这种智能输出在许多方面改动了用户和功用场景，一起与规范编码器输出彻底兼容。
严重的有利改动行将产生
让我们更深化地看看作为CUI AMT31系列等电容式编码器一部分的ASIC和微操控器可以完结的提高：
●CUI电容式编码器的数字特功可以完结简略、快速的“一次接触”调零，这个进程是十分简略的：经过鼓励恰当的电机相位，将电机轴承认到所需的方位，而且指令编码器在这个方位“调零”，整体时刻仅为一至两分钟，而且无需特别仪器。
相反地，运用光学或磁编码器，调零选用机械办法调整电机绕组的换向信号，这是一个多进程、杂乱和常常令人懊丧的进程。它需求承认转子，进行物理对位，以及后向驱动马达，一起运用示波镜来调查后部EMF和编码器波形，完结正确的零穿插对位。这一般需求重复的进程，需求重复来完结精密调整和验证，因而整个进程或许花费15至20分钟。
●AMT系列的数字特性还极大地提高了体系规划进程，供给了灵敏性、确诊，而且完结马达和马达-操控器功用的评测。特别地，因为单一电容式编码器可以支撑广泛的分辨率和对极数值规模，使得规划人员可以运用这种可编程分辨率功用，在操控器和算法开发期间动态调整PID操控回路的呼应和功用，而无需购买和设备全新的编码器。
构建在AMT系列中的智能还答应进行板载确诊，用于更快的现场毛病剖析，这是业界的壮举。编码器可以进行查询，以指示它是否运作正常，或许是否存在因为轴的机械偏疼或其它问题形成的某种毛病。因而，规划人员可以快速承认编码器有否产生毛病，检查问题的来历，然后扫除编码器自身或许存在的问题。而且，工程师可以运用这项功用作预防措施，例如，在运行程序之前履行测验序列以承认编码器状况良好。这些并未在光学或机械编码器上供给的功用，可让规划人员将停机时刻减至最少，一起预见或许出现在现场设备的问题。
●终究，数字接口还可以简化资料清单（BOM）。因为编码器可以依据所需的特定改动（PPR、极对，以及转换方向）运用软件进行定制，无需列出和存储多电机产品，或许用于多种产品，或许在设备地址所需的不同型款。
智能编码器结合GUI：功用强大的配对
用于CUI电容式编码器的Windows PC-based AMT Viewpoint软件加快了开发作业，而且可以以简略的操作来完结消耗时刻的琐碎作业，比方承认类型和型款。它只是需求一个USB电缆来接入编码器，而且施行简略的串行数据格局。
图4 CUI的AMT角度软件供给易于运用的开发接口
CUI的设置屏幕可让用户检查要害的编码器波形和守时，跟着编码器选项的改动而主动调理。经过GUI编程编码器只是需求几个按键，每个周期大约需求30秒来完结。最值得注意的是，编码器用于A、B、索引或换向的对准或调零只是需求数秒，这与运用非可编程编码器来完结这项使命形成了明显的比照。
在演示形式，用户可以运用GUI，以及进行编码器相关运作，就像衔接实践的编码器相同，这是在购买或实践运用之前了解编码器和东西的便当办法。终究，GUI还支撑创立可定购的部件编号，用于特定的编码器型款，这包含输出格局、套（孔）适配器，以及设备基座等选项。
总结
依据%&&&&&%式技能之编码器具有很多优势，不只是供给了改善的功用和牢靠性，比方CUI的AMT31器材内置AS%&&&&&%/微操控器，供给了支撑可编程设置和设备特性的智能功用，完结运作智能而且简化存货办理。当这些特性结合依据PC的GUI，可以供给易于运用的杂乱功用，极大地简化编码器运用的方方面面，从样品规划、评测和调试，直至设备和装备，以及确诊和存货最小化。一切这些均以针对其它编码器的相似价格，保持与规范输出类型和格局的兼容性，一起完结较低的功耗。AMT31具有易于设备的适配器，用于不同的电机轴尺度，参见图5，它代表着运用智能接口的合理以供给其它编码器技能所不具有的广泛优势的下一步行动。
图5 CUI的AMT31编码器供给了共同的耐用性和灵敏性组合
