德國kubler編碼器將機械運動（如旋轉、直線位移）轉化為數字信號的過程，本質是通過物理量（光、磁、電）的變化實現 “機械運動→模擬信號→數字信號” 的轉換。不同類型的編碼器（如光電、磁電、絕對式、增量式）原理略有差異，但核心邏輯一致。以下從典型類型的工作原理展開詳解：

一、kubler光電編碼器的機械 - 數字信號轉換過程

1. 機械結構與物理傳感

核心部件：

碼盤：透明玻璃或金屬圓盤，邊緣刻有等距的透光條紋（透明區）和不透光條紋（遮光區），條紋數量決定精度（如 2000 線 / 圈的碼盤每轉輸出 2000 個脈沖）。

光源與光電器件：碼盤兩側分別安裝發光二極管（LED）和光敏晶體管，光源透過碼盤條紋照射到光敏器件上。

機械運動轉化為光信號：

當碼盤隨軸旋轉時，透光區與遮光區交替經過光源，光敏器件接收的光強周期性變化，產生明暗交替的光信號。

2. 光信號→電信號：模擬量轉換

光敏晶體管隨光強變化導通或截止，輸出與碼盤旋轉同步的模擬電壓信號（如正弦波或方波雛形）。

典型輸出：A 相、B 相兩路信號（相位差 90°），用于判斷旋轉方向；Z 相（零位信號），碼盤每轉一圈輸出一個脈沖，用于基準定位。

3. 電信號→數字信號：信號處理

放大與整形：模擬信號經運算放大器放大后，通過施密特觸發器整形成標準的TTL/HTL 電平方波脈沖（數字信號 “0” 和 “1”）。

方向判別邏輯：

當 A 相超前 B 相 90° 時，判定為正轉，計數器遞增；

當 B 相超前 A 相 90° 時，判定為反轉，計數器遞減。

示例：若碼盤有 1000 條條紋，電機旋轉 1 圈，編碼器輸出 1000 個 A 相和 B 相脈沖，控制器通過計數脈沖數計算轉速（如 1000 脈沖 / 秒 = 1 圈 / 秒）。

二、kubler磁電編碼器的轉換原理

1. 機械結構與物理傳感

核心部件：

磁鼓：旋轉軸上安裝帶有 N/S 極交替排列的永磁體磁鼓（如多極磁環）。

霍爾元件：固定在磁鼓附近，用于檢測磁場變化。

機械運動轉化為磁信號：

磁鼓旋轉時，霍爾元件附近的磁場方向（N/S 極）周期性變化，觸發霍爾效應。

2. 磁信號→電信號：模擬量轉換

霍爾元件在磁場作用下產生與磁場強度相關的模擬電壓信號（如正弦波），磁場方向變化時電壓極性翻轉。

3. 電信號→數字信號：信號處理

與光電編碼器類似，模擬電壓經放大、整形后轉化為方波脈沖。部分磁電編碼器集成差分電路（如 RS422），增強抗干擾能力。

特點：抗振動、耐油污（無光學部件），但精度略低于光電編碼器（磁鼓磁極數量限制分辨率）。

三、kubler絕對式編碼器的位置編碼邏輯

1. 多圈編碼盤與機械位置映射

編碼盤結構：

絕對式編碼器的碼盤分為若干同心圓環（碼道），每圈碼道代表二進制數的一位（如 8 位碼盤有 8 圈碼道），最內圈為最高位（MSB），最外圈為低位（LSB）。

每個碼道上的透光 / 遮光區域按二進制規則排列（如第 1 圈透光為 “1”，遮光為 “0”），每一個角度位置對應的二進制編碼（如 8 位碼盤可表示 2^8=256 個位置）。

示例：當碼盤旋轉到某一角度時，各碼道的透光 / 遮光組合形成二進制數（如 10101010），直接表示當前絕對位置。

2. 信號轉換與處理

每個碼道對應一個光敏元件，輸出獨立的電信號，經處理后組合成并行的二進制數字信號（如通過排線輸出 8 位二進制碼）。

多圈絕對式編碼器：通過機械齒輪組或電子計數方式記錄圈數，實現 “多圈位置編碼”（如 14 位單圈 + 10 位多圈，總分辨率 24 位 = 16777216 個位置）。