旋转编码器和旋变编码器(旋转变压器)都是用于检测旋转运动的传感器,但在原理、结构和应用场景上有显著区别。以下是两者的核心对比:
一、旋转编码器
通过光电或磁电原理将旋转位置、速度等信息转换为电信号的装置,是工业中最常见的旋转检测传感器。
核心特点:
1. 工作原理:
- 光电式:通过光栅盘遮挡光线,产生脉冲信号(如A、B相正交脉冲)。
- 磁电式:利用磁场变化感应出脉冲信号,抗污染能力更强。
2. 输出信号:
- 数字脉冲信号(增量式)或绝对位置编码(绝对式)。
- 可通过计数直接获取旋转角度、速度。
3. 优势:
- 精度高(分辨率可达数千甚至数万脉冲/圈)。
- 响应速度快,适合高速运动场景。
- 数字信号易处理,直接对接单片机、PLC。
4. 局限:
- 抗振动、冲击能力较弱,精密光电元件易受环境干扰(如灰尘、油污)。
- 增量式编码器掉电后会丢失位置信息,需额外设计原点回归机制。
5. 典型应用:
- 伺服电机、数控机床、机器人关节、3D打印机等高精度控制场景。
二、旋变编码器(旋转变压器)
一种电磁感应式的旋转位置传感器,本质是“小型交流电机”,通过电磁耦合输出位置相关的模拟信号。
核心特点:
1. 工作原理:
- 由定子(励磁绕组)和转子(信号绕组)组成,转子旋转时,信号绕组感应的电压随角度变化(正弦/余弦规律)。
- 需通过“旋变解码器”将模拟信号转换为数字角度值。
2. 输出信号:
- 原始输出为正弦、余弦模拟电压信号。
- 经解码后可获得绝对位置信息(无需原点回归)。
3. 优势:
- 极端环境适应性强:耐高低温(-55℃~150℃)、抗振动、冲击、油污、粉尘,寿命长。
- 结构坚固,无精密光学元件,可靠性高。
- 支持绝对位置输出,掉电后不丢失信息。
4. 局限:
- 精度略低于高端光电编码器(分辨率通常为12~16位)。
- 需额外解码器转换信号,增加系统成本和复杂度。
- 响应速度略慢,不适合超高速场景。
5. 典型应用:
- 汽车电机(如EPS转向电机、驱动电机)、航空航天、工业电机、石油机械等恶劣环境场景。
选择时需根据环境条件、精度需求、可靠性要求和成本预算综合判断:精密洁净场景优先选旋转编码器,恶劣环境或高可靠性需求场景优先选旋变编码器。