线性编码器

线性编码器是一个传感器、换能器或读数头，与编码位置的刻度相配。传感器读取刻度，以便将编码位置转换成模拟或数字信号，然后由数字读出器（DRO）或运动控制器解码为位置。

编码器可以是增量式的，也可以是绝 对式的。在增量系统中，位置是由随时间变化的运动决定的；相反，在xxx系统中，运动是由随时间变化的位置决定的。

线性编码器技术包括光学、磁学、电感、电容和电涡流。光学技术包括阴影、自成像和干涉测量。

线性编码器用于计量仪器、运动系统、喷墨打印机和高精度加工工具，从数字卡尺和坐标测量机到平台、数控铣床、制造龙门台和半导体步进器。

线性编码器是利用许多不同的物理特性来编码位置的传感器：

光学线性编码器在高分辨率市场中占主导地位，可能采用快门/摩尔、衍射或全息原理。光学编码器是标准样式的编码器中最精确的，也是工业自动化应用中最常用的。

在指定光学编码器时，重要的是编码器要有额外的保护措施，以防止灰尘、振动和其他工业环境中常见的情况造成的污染。典型的增量刻度周期从数百微米到亚微米不等。内插法可以提供细至纳米的分辨率。

使用的光源包括红外LED、可见光LED、微型灯泡和激光二极管。

磁式线性编码器采用主动（磁化）或被动（可变磁阻）刻度，可使用感应线圈、霍尔效应或磁阻读数头感应位置。与光学编码器相比，刻度周期更粗（通常是几百微米到几毫米），分辨率在一微米左右是正常的。

电容式线性编码器通过感应读取器和刻度之间的电容工作。典型的应用是数字卡尺。其缺点之一是对不均匀的污垢很敏感，会局部改变相对电容。

电感式技术对污染物很稳定，允许卡尺和其他测量工具防冷却剂。感应式测量原理的一个著名应用是Inductosyn。

涡流式数字编码器，给出了这种编码器的一个例子，它使用高低磁导率、非磁性材料编码的刻度，通过监测包括电感线圈传感器的交流电路的电感变化来检测和解码。Maxon制作了一个例子（旋转编码器）产品（MILE编码器）。

传感器是基于图像相关的方法。传感器从被测表面拍摄后续照片，并比较图像的位移。分辨率可达纳米。

线性编码器有两个主要应用领域：

测量应用包括坐标测量机（CMM）、激光扫描仪、卡尺、齿轮测量、拉力测试器和数字读出器（DRO）。

伺服控制运动系统采用线性编码器，以提供精确的高速运动。典型的应用包括机器人、机床、拾放式PCB组装设备；半导体处理和测试设备、焊线机、打印机和数字印刷机。

线性编码器可以有模拟或数字输出。

工业标准，线性编码器的模拟输出是正弦和余弦的正交信号。这些信号通常以差分方式传输，以提高抗噪声能力。早期的工业标准是12μA的峰值电流信号，但最近已被1V的峰值电压信号取代。

与数字传输相比，模拟信号的低带宽有助于最 大限度地减少EMC排放。

正交正弦/余弦信号可以通过使用示波器在XY模式下显示一个圆形的利萨茹图来轻松监测。如果利萨裘斯图是圆形的（没有增益或相位误差），并且完全居中，就可以获得最高精度的信号。

现代编码器系统采用电路来自动修整这些误差机制。线性编码器的总体精度是刻度精度和读数头引入的误差的组合。