在工业自动化与机器人控制领域,编码器是负责将机械位置转换为电信号的传感器。常见的编码器分为增量式与相对值式两类:前者输出脉冲序列,用于测量相对位移;后者输出二进制码,直接对应相对位置。而
增量相对值双输出型编码器,则是一种将两种原理集成于同一机械结构中的复合型传感器。

一、它是什么?
增量相对值双输出型编码器内部同时包含两套独立的光电或磁电检测单元。一套单元按增量方式工作,产生A/B正交脉冲信号,有时附带Z零位信号;另一套单元按相对值方式工作,通过多圈齿轮组或电池供电的计数器,输出如SSI、BiSS或CANopen协议的位置数据。两套单元共享同一根旋转轴,但信号路径与数据处理基本分离。这意味着设备在供电瞬间,既能通过相对值通道立即获知当前相对角度,又能通过增量通道持续获得高分辨率的动态位移变化。
二、它解决什么问题?
传统方案中,用户需在设备上同时安装一个增量编码器和一个相对值编码器,分别接至控制器的两个输入端口。这带来三个痛点:安装空间占用大、双轴同心度校准困难、两套信号在时间上存在微小延迟差。而增量相对值双输出型编码器通过一体化设计,从物理层面消除了双传感器之间的轴偏差,并保证两路信号源自同一旋转事件,时间一致性天然匹配。
三、它的核心作用
1. 上电即知位置,无需回零操作
相对值通道在断电后仍能保存位置信息(多圈型可记录4096圈以上),设备重新上电时,控制器直接读取相对位置,省去传统增量系统“开机找零点”的寻位过程。这在需要快速重启的生产线上,能缩短设备恢复时间。
2. 动态测量与静态定位兼顾
增量通道输出频率可达数MH,适合高速运动中的速度闭环与插补运算;相对值通道则提供稳定的相对坐标,用于较为准确的终点定位。两者配合,既保证运动过程的平滑性,又确保停止位置的准确性。
3. 故障诊断与冗余备份
当两路输出数据交叉校验时,若发现增量脉冲计数与相对值变化量不一致,可判定传动系统存在打滑或齿轮磨损。这种自检能力让维护人员能提前发现隐患,而非等故障发生后才停机排查。
四、典型应用场景
- 伺服电机驱动:用于机床主轴或机械臂关节,上电后直接进入工作状态,无需手动拖拽电机寻找原点。
- 风力发电偏航系统:机舱需要缓慢调整角度,同时记录累计旋转圈数,双输出可同时提供实时角速度与累计圈数。
- 印刷设备套准控制:各色组滚筒需保持严格相位同步,增量信号用于实时调速,相对值信号用于建立各滚筒的基准相位关系。
五、选型注意事项
使用该编码器时,需注意增量通道的分辨率(如每圈5000线)与相对值通道的位数(如单圈17位)需匹配控制器的接口能力。同时,多圈相对值功能依赖内部齿轮或电池,若采用电池供电型,需定期更换电池以避免位置丢失。对于振动较大的场合,应选择防护等级为IP67以上的封装。