电容式编码器入门知识

一直以来许多编码器用户都不愿意改变，因为一些声称可提供卓越性能和可靠性的创新电机控制技术，必须拥有出色的纪录和往绩来作为支持，才可以用于工作场地或工业装置。虽然光学编码器和磁编码器历史悠久，而且基于看似“更具体”的物理概念，但是电容式编码器亦是基于经过全面试验的原理，并且已经通过多年来在现场的成功实际应用中得到证明。

目前国内电容式编码器供应商主要有西克、多摩川、盈动科技等。下面，小编以盈动科技最新产品CAPRO 6020 kit 编码器为例，为大家讲解电容式编码器的相关常规知识点。

电容式编码器检测原理

电容式编码器通过测量调制旋转电场的原理测量单圈绝对角度，实现高分辨率和高精度的角度测量。通过发射电极发送载波信号，运动的金属转盘或者运动的介质转盘调制空间电场并反射回差分接收电极后，对信号进行调理并经 ADC 采样后，利用 FPGA 进行同步解调并实时地解算出角度值。

采用双通道测量的技术进行绝对位置认址，实现编码器上电就可以输出单圈内任意角度值，从而避免开机回零点的操作，提高生产效率并降低错误率。通过集成了超低功耗的磁多圈计数，实现了电池供电的多圈编码器。

电容式编码器的感应部分取消光学元件和刻线码盘，代替的是成熟电路板制造的图案，大大降低制造成本；探测器感应面积为全圆周的环形面，探测面积大，信噪比高，对机械偏心或其他安装造成的误差做均化处理，大大降低对安装精度的要求，以致可以取消轴承，采取无轴承的安装方式。在算法上实现了李萨茹圆的零次和高次谐波误差的实时计算和补偿，真正地做到了自适应，使得编码器精度对安装的要求大大降低。

电容式编码器特点

大空心轴：有利于管、线在电机空心轴里排布；

高性能：高分辨率（最大单圈分辨率：绝对值18位，混合式18位），高精度，高可靠性；

低要求：安装难度和使用要求降低；

薄：可省去轴承，厚度大幅度减小，集成化。

编码器输出协议

编码器可采用线驱动差分输入输出，支持绝对式多种协议，包括 SSI，BISS-C，RS485，和增量式多种电平输出，包括省线式TTL 电平，HTL 电平，NPN 型集电极开路。

编码器也提供单端的 LVTTL 输出，支持 SSI，BISS-C，SPI 绝对式协议和 TTL 电平的增量式方波输出。

编码器输入电压

编码器供电为4.5V—26.4V 宽电压供电，对于多圈编码器，还须一路电池电压，电压范围在 2.2V—3.6V。

多圈编码器工作特点

绝对值多圈编码器工作于全功能和低功耗两种模式下，根据是否外部供电自行切换。当有外部供电情况下，编码器运行于全功能模式，持续地进行多圈角度值的测量，实时地传输给控制器。当外部供电切断后，编码器切换到低功耗模式，待机电流仅 6uA，仅对多圈进行计数。每次重新上电后，编码器先测量电池电压以及判断电池供电是否断开，设置电池低压警告位和电池失压警告位，报告给控制器。

安装调试助手

编码器内置双启动程序，一个用于安装调试，另一个为正常程序。由于无轴承的编码器以两块电路板的形式提供给客户，安装程序为编码器的正确安装提供帮助。安装调试助手确认编码器的动静盘的气隙是否符合要求，安装调试助手还可完成编码器零点与电机的磁极角对准。。

编码器工况监控

编码器监控初级信号幅度的大小，客观反映出电机轴轴向窜动的大小；编码器也不间断地测量温度，一旦温度超出设定范围，将给与报警。