西门子电源6ES7307-1BA01-0AA0
增量式编码器是将位移转换成周期性的电信号，再把这个电信号转变成计数脉冲，用脉冲的个数表明位移的巨细。编码器是把角位移或直线位移转换成电信号的一种设备。.依照读出办法编码器能够分为机械式和非机械式两种.机械式选用电刷输出，一电刷触摸导电区或绝缘区来表明代码的状况是“1”仍是“0”;非机械式的承受灵敏元件是光敏元件或磁敏元件，选用光敏元件时以透光区和不透光区来表明代码的状况是“1”仍是“0”。目前我们林积为公司生产的增量式编码器全部为机械式的编码器。
增量式编码器是将位移转换成周期性的电信号，再把这个电信号转变成计数脉冲，用脉冲的个数表明位移的巨细。旋转增量式编码器以转变时输出脉冲，通过计数设备来晓得其方位，当编码器不动或停电时，依托计数设备的内部回忆来记住方位。这样，当停电后，编码器不能有任何的移动，当来电作业时，编码器输出脉冲进程中，也不能有搅扰而丢掉脉冲，否则，计数设备回忆的零点就会偏移，并且这种偏移的量是无从晓得的，只要过错的出产成果呈现后才晓得。
增量式编码器特色：增量式编码器转轴旋转时，有相应的脉冲输出，其计数起点随意设定，可完成多圈无限累加和丈量。编码器轴转一圈会输出固定的脉冲，需求进步分辨率时，可利用 90 度相位差的 a、b 两路信号进行倍频或替换高分辨率编码器。
增量式角度数字编码器的工作原理：
（图片文字依次为：光源、码盘、光敏元件、放大整形、脉冲输出）
在一个码盘的边缘上开有相等角度的缝隙（分为透明和不透明部分），在开缝码盘两边分别安装光源及光敏元件。当码盘随工作轴一起转动时，每转过一个缝隙就产生一次光线的明暗变化，再经整形放大，可以得到一定幅值和功率的电脉冲输出信号，脉冲数就等于转过的缝隙数。将该脉冲信号送到计数器中去进行计数，从测得的数码数就能知道码盘转过的角度。
为了判断旋转方向 ，可以采用两套光电转换装置。令它们在空间的相对位置有一定的关系，从而保证它们产生的信号在 相位上相差1/4周期。
从两相交流伺服原理分析，可知道交流伺服电动机定子上有两相正交绕组。一个是励磁绕组，作为电动机工作磁场的建立；另一个是控制绕组，作为电动机的运行控制，它们都是加交流电压。交流伺服电动机的控制方式有幅值控制、相位控制和双相控制三种。根据不同的控制方式，交流伺服电动机驱动模块有多种结构。
幅值控制是在励磁电压与控制电压相位差( 90度)不变的情况下，仅改变控制电压的幅值来实现对电动机转速的控制。这时两相伺服电动机控制电路应具有这样三大功能：
①对励磁绕组施加固定频率、固定相位的单相交流；
是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单。
一、步进电机的构造（以5相步进为例）
步进电机的构造主要采用图示的方式进行讲解：
步进构造上大致分为定子与转子两部分。 转子由转子 1、转子 2、**磁钢等 3 部分构成。而且转子朝轴方向已经磁化，转子 1 为 n 极时，转子 2 则为 s 极。
定子拥有小齿状的磁极，共有 10个，皆绕有线圈。 其线圈的对角位置的磁极相互连接着，电流流通后，线圈即会被磁 化成同一极性。（例如某一线圈经由电流的流通后，对角线的磁极将 同化成 s 极或 n 极。） 对角线的 2个磁极形成 1个相，而由于有 a相至 e相等 5个相位，因此称为 5 相步进电动机。
系统构成图示
转子的外圈由 50个小齿构成，转子 1 和转子 2 的小齿于构造上互 相错开 1/2 螺距。由此转子形成了100个小齿。目前已经有转子单个加工至100齿的高分辨率型，那么高分辨率型的转子就有200个小齿。因此其机械上就可以实现普通步进电机半步(普通步进电机半步需要细分达到)的分辨率。
电动机构造图2∶与转轴成垂直方向的断面图
二、步进电机的运转原理。
实际上经过磁化后的转子及定子的小齿的位置关系，在此说明如下。 首先解释励磁，励磁就是指电动机线圈通电时的状态。
● a相励磁
将 a 相励磁，会使得磁极磁化成 s 极，而其将与带有 n极磁性的 转子 1 的小齿互相吸引，并与带有s极磁性的转子 2 的小齿相斥， 于平衡后停止。此时，没有励磁的 b相磁极的小齿和带有 s极磁性 的转子 2 的小齿互相偏离 0.72°。以上是 a 相励磁时的定子和转子小齿的位置关系。
● b相励磁
其次由 a 相励磁转为 b 相励磁时，b 相磁极磁化成 n 极，与拥有 s极磁性的转子 2 互相吸引，而与拥有 n极磁性的转子 1 相斥。
也就是说，从 a 相励磁转换至 b 相励磁时，转子转动 0.72°。由此可知， 励磁相位随 a相→ b相→ c相→ d相→ e相→ a相依次转换，则步进电动机以每次 0.72°做正确的转动。同样的，希望作反方向转动时，只需将励磁顺序倒转，依照 a相→ e相→ d相→ c相→ b相→ a相励磁即可。
0.72°的高分辨率，是取决于定子和转子构造上的机械偏移量，所以不需要编码器等即可正确的定位。下图就5相步进每次的位移量是0.72°进行更详细的说明:
由于第一组定子正好与转子相对应吸引。就势必会导致第二组定子与对应的转子相偏离（定子与转子齿距一样，但是各自所在的2个圆不一样大）。而这个偏离值正好是齿距的十分之一。因此普通5相步进的步距角为：360°/50齿/10=0.72°
高分辨率5相步进的步距角为：360°/100齿/10=0.36°
另外，就停止精度而言， 会影响的只有定子与转子的加工精度、组装精度、及线圈的直流电阻的不同等而已，因此可获得 ±3 分（无负载时）的高停止精度。 实际上步进电动机是由驱动器来进行励磁相的转换，而励磁相的转换时机则是由输入驱动器的脉冲信号所进行。以上举的是 1相位励磁的例子，实际运转时，为有效利用线圈同时进行 4相或 5相励磁的。
三、步进电动机的特征
1、运转需要的三要素：控制器、驱动器、步进电动机
以上三部分是步进电机运转必不可少的三部分。控制器又叫脉冲产生器，目前主要有、、运动板卡等等。
2、运转量与脉冲数的比例关系
3、运转速度与脉冲速度的比例关系
4、本身具有保持力
步进电机只有在通电状况下，才具备自我保持力。在停电状况下 ，自我保持力消失。
因此在升降设备传动时，务必使用附电磁刹车型步进电机。
四、结束语
虽然步进电机已被广泛地应用，但步进电机并不能像普通的直流电机，交流电机在常规下就能使用。它必须由脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。因此用好步进电机却非易事，它涉及到机械、电机、及计算机等许多专业知识。但是万丈高楼平地起，从步进电机的基础开始学习，无疑为将来的应用打好扎实的基础。