德国海德汉HEIDENHAIN角度编码器高精度应用的HEIDENHAIN产品
DR. JOHANNES HEIDENHAIN GmbH开发和生产直线光栅尺、角度编码器、旋转编码器、CNC数控系统和数显装置，这些产品广泛应用于机床、自动化系统和计量领域。HEIDENHAIN产品还包括长度计、信号转换器、测头和测试设备。
详细了解HEIDENHAIN解决方案的亮点，包括超高精度和可信赖的可重复性和高重复精度。高过程可靠性、高动态性能、操作简单和高工作效率定让您获益匪浅。
HEIDENHAIN角度编码器：旋转轴的全面解决方案
HEIDENHAIN角度编码器可高精度测量角度，精度可达数角秒。丰富的产品为不同应用提供理想解决方案：封闭式编码器设计坚固，模块型编码器应用灵活，还包括配精密轴承的角度编码器模块。因此，在不同应用中都能实现过程的高可靠性和定位的高精度。
德国海德汉HEIDENHAIN角度编码器内置轴承角度编码器
内置轴承角度编码器系统精度高，是苛刻应用的理想选择，例如机床和印刷机。
德国海德汉 HEIDENHAIN 角度编码器工作原理
德国海德汉（HEIDENHAIN）作为精密测量领域的企业，其生产的角度编码器凭借高精度、高可靠性等优势，广泛应用于数控机床、自动化设备等制造领域。角度编码器是一种能够将机械角度位置转换为电信号的精密测量装置，其工作原理基于光电、电磁或电容等物理效应，下面将从不同类型角度编码器详细解析其工作原理。
光电式角度编码器工作原理
基本结构
光电式角度编码器主要由码盘、光源、光电探测器、信号处理电路等部分组成。码盘是其核心部件，通常由玻璃或金属材料制成，表面刻有一系列明暗相间的编码轨道，这些轨道按照一定的规律分布，形成不同的编码图案，如绝对式码盘的二进制编码或增量式码盘的均匀栅格。光源一般采用发光二极管（LED），用于产生稳定的光信号；光电探测器则由多个光敏元件组成，用于接收透过码盘的光信号，并将其转换为电信号 。
HEIDENHAIN角度编码器工作过程
当码盘随着被测轴一起旋转时，光源发出的光线透过码盘上的透光区域照射到光电探测器上，光电探测器将光信号转换为电信号，产生高电平；而当光线被码盘上的不透光区域遮挡时，光电探测器输出低电平。这样，码盘的旋转就被转换为一系列高低电平变化的脉冲信号。对于增量式光电角度编码器，码盘上的栅格均匀分布，每旋转一个栅格，光电探测器就会输出一个脉冲信号，通过对脉冲信号进行计数，就可以计算出码盘的旋转角度和速度。例如，若码盘上有 1000 个栅格，当计数到 100 个脉冲时，就表示码盘旋转了 36°（360°÷1000×100）。
对于绝对式光电角度编码器，码盘上的编码轨道按照二进制或其他编码方式排列，每个位置都对应着的编码。当码盘旋转到某一位置时，光电探测器会输出一组特定的二进制编码，通过对这组编码进行解码，就可以直接确定码盘的绝对角度位置，无需像增量式编码器那样进行累计计数，从而避免了断电丢失数据等问题。
信号处理
光电探测器输出的电信号通常比较微弱，且容易受到噪声干扰，因此需要经过信号处理电路进行放大、滤波、整形等处理。放大电路用于提高信号的幅度，滤波电路可以去除高频噪声，整形电路则将不规则的信号转换为标准的方波信号，以便后续的计数和处理。此外，为了提高测量精度和抗干扰能力，海德汉光电式角度编码器还采用了细分技术，即将一个脉冲信号细分为多个更小的脉冲，从而实现更高的分辨率。
电磁式角度编码器工作原理
HEIDENHAIN角度编码器基本结构
电磁式角度编码器主要由感应盘、激磁线圈、感应线圈、信号处理电路等组成。感应盘通常由铁磁材料制成，表面刻有周期性变化的磁性图案；激磁线圈用于产生交变磁场，感应线圈则用于感应磁场的变化并产生感应电动势。
工作过程
当激磁线圈通入交变电流时，会产生交变磁场，该磁场作用于感应盘上。由于感应盘表面的磁性图案不同，会导致磁场在感应盘上的分布发生变化。当感应盘随着被测轴旋转时，感应线圈所处的磁场强度和方向也会发生周期性变化，根据电磁感应原理，感应线圈中就会产生相应的感应电动势。感应电动势的大小和相位与感应盘的旋转角度密切相关。通过对感应电动势的大小和相位进行检测和分析，就可以计算出感应盘的旋转角度。
信号处理
感应线圈输出的感应电动势同样是微弱的模拟信号，需要经过信号处理电路进行放大、滤波、解调等处理。放大和滤波过程与光电式编码器类似，解调电路则用于从感应电动势中提取出与角度相关的信息。经过处理后的信号可以转换为数字信号，以便进行角度的精确计算和显示。
电容式角度编码器工作原理
HEIDENHAIN角度编码器基本结构
电容式角度编码器主要由定极板、动极板、信号处理电路等组成。定极板和动极板通常由金属材料制成，它们之间形成电容。动极板与被测轴相连，能够随着被测轴一起旋转。
工作过程
当动极板随着被测轴旋转时，动极板与定极板之间的相对位置发生变化，根据电容的计算公式C=dεS
（其中C
为电容，ε
为介电常数，S
为极板正对面积，d
为极板间距），电容值会发生相应的变化。通过检测电容值的变化，就可以确定动极板的旋转角度，进而得到被测轴的角度位置。例如，当动极板旋转使极板正对面积增大时，电容值增大；反之，电容值减小。
HEIDENHAIN角度编码器信号处理
电容值的变化是一个微小的量，需要通过高精度的电容检测电路将其转换为电信号。常用的方法是将电容值的变化转换为电压或频率的变化，然后经过放大、滤波、整形等处理，最终得到与角度相关的数字信号，实现角度的测量。
海德汉 HEIDENHAIN 角度编码器通过上述不同类型的工作原理，将机械角度位置精确地转换为电信号，并经过一系列信号处理，为工业自动化等领域提供了可靠的角度测量解决方案。其高精度、高可靠性的性能得益于先进的制造工艺和信号处理技术，能够满足各种高精度测量场合的需求。
