旋轉編碼器，也稱為軸編碼器，是一種機電設備，可將軸或軸的角位置或運動轉換為模擬或數字輸出信號。

旋轉編碼器主要有兩種類型：xxx式和增量式。xxx編碼器的輸出指示當前軸位置，使其成為角度傳感器。增量編碼器的輸出提供有關軸運動的信息，這些信息通常在其他地方處理成位置、速度和距離等信息。

旋轉編碼器廣泛用于需要監控或控制機械系統或兩者兼有的應用，包括工業控制、機器人、攝影鏡頭、計算機輸入設備（如光機械鼠標和軌跡球）、受控應力流變儀和旋轉雷達平臺。

• 機械式：也稱為導電編碼器。蝕刻在PCB上的一系列圓周銅跡線用于通過感應導電區域的接觸刷對信息進行編碼。機械編碼器經濟但易受機械磨損的影響。它們在數字萬用表等人機界面中很常見。
• 光學：這使用通過金屬或玻璃盤中的狹縫照射到光電二極管上的光。反射版本也存在。這是最常見的技術之一。光學編碼器對灰塵非常敏感。
• 同軸磁：該技術通常使用附在電機軸上的特殊磁化2極釹磁鐵。因為它可以固定在軸的末端，所以它可以與只有一個軸伸出電機主體的電機一起使用。準確度可以從幾度變化到不到1度。分辨率可以低至1度或高達0.09度（4000CPR，每轉計數）。設計不佳的內部插值會導致輸出抖動，但這可以通過內部樣本平均來克服。
• 離軸磁：該技術通常使用連接到金屬輪轂的橡膠粘合鐵氧體磁鐵。這為定制應用提供了設計靈活性和低成本。由于許多離軸編碼器芯片具有靈活性，它們可以被編程以接受任意數量的磁極寬度，因此可以將芯片放置在應用所需的任何位置。磁性編碼器在光學編碼器無法工作的惡劣環境中運行。

當編碼器斷電時，xxx編碼器會保持位置信息。編碼器的位置在通電后立即可用。編碼器值與被控機械物理位置的關系在裝配時設定；系統無需返回校準點即可保持位置精度。

xxx編碼器具有多個具有各種二進制權重的編碼環，這些編碼環提供一個數據字，表示編碼器在一圈內的xxx位置。這種類型的編碼器通常被稱為并行xxx編碼器。

多圈xxx旋轉編碼器包括附加的編碼輪和齒輪。高分辨率輪測量分數旋轉，而低分辨率齒輪碼輪記錄軸的整轉數。

增量編碼器將立即報告位置變化，這在某些應用中是必不可少的功能。但是，它不報告或跟蹤xxx位置。因此，由增量編碼器監控的機械系統可能必須歸位（移動到固定參考點）以初始化xxx位置測量。

數字xxx編碼器為軸的每個不同角度產生一個獨特的數字代碼。它們有兩種基本類型：光學和機械。

包含一組同心開口環的金屬盤固定在絕緣盤上，該絕緣盤剛性地固定在軸上。一排滑動觸點固定在一個靜止的物體上，以便每個觸點在距軸不同距離的金屬盤上摩擦。當圓盤隨軸旋轉時，一些觸點接觸金屬，而另一些則落在金屬被切割的間隙中。金屬片連接到電流源，每個觸點連接到單獨的電傳感器。金屬圖案的設計使得軸的每個可能位置都會創建一個xxx的二進制代碼，其中一些觸點連接到電流源（即打開），而其他觸點則不連接（即關閉）。

刷式觸點容易磨損，因此機械編碼器通常用于低速應用，例如無線電接收器中的手動音量或調諧控制。

光學編碼器的圓盤由玻璃或塑料制成，具有透明和不透明區域。光源和光電探測器陣列在任何時候讀取由光盤位置產生的光學圖案。格雷碼經常被使用。該代碼可以由控制設備（例如微處理器或微控制器）讀取以確定軸的角度。

xxx模擬類型產生一個獨特的雙模擬代碼，可以轉換成軸的xxx角度。

磁性編碼器使用一系列磁極（2個或更多）來向磁傳感器（通常是磁阻或霍爾效應）表示編碼器位置。磁傳感器讀取磁極位置。

該代碼可以由控制設備（例如微處理器或微控制器）讀取以確定軸的角度，類似于光學編碼器。

xxx模擬類型產生一個獨特的雙模擬代碼，可以轉換為軸的xxx角度（通過使用特殊算法）。

由于記錄磁效應的性質，這些編碼器可能最適合在其他類型的編碼器可能因灰塵或碎屑堆積而失效的情況下使用。磁性編碼器對振動、輕微的不對中或沖擊也相對不敏感。

無刷電機換向

內置旋轉編碼器用于指示永磁無刷電機中電機軸的角度，常用于數控機床、機器人和其他工業設備。在這種情況下，編碼器充當反饋設備，在設備正常運行中起著至關重要的作用。無刷電機需要電子換向，這通常部分通過使用轉子磁鐵作為低分辨率xxx編碼器（通常每轉六個或十二個脈沖）來實現。產生的軸角信息被傳送到伺服驅動器，使其能夠隨時為適當的定子繞組供電。

一個不對稱形狀的圓盤在編碼器內旋轉。該圓盤將改變兩個電極之間的電容，可以將其測量和計算回一個角度值。

多圈編碼器可以檢測和存儲不止一圈。如果編碼器即使沒有提供外部電源也能檢測到其軸的運動，則通常使用術語xxx多圈編碼器。

這種類型的編碼器使用電池來保持電源周期內的計數。它使用節能電氣設計來檢測運動。

這些編碼器使用一系列齒輪以機械方式存儲轉數。使用上述技術之一檢測單個齒輪的位置。

這些編碼器使用能量收集原理從移動軸產生能量。這一原理于2007年引入，使用韋根傳感器產生足夠的電力來為編碼器供電并將匝數寫入非易失性存儲器。

旋轉增量編碼器是所有旋轉編碼器中應用最廣泛的，因為它能夠提供實時位置信息。增量編碼器的測量分辨率不受其兩個內部增量運動傳感器的任何限制；人們可以在市場上找到每轉計數高達10,000或更多的增量編碼器。

旋轉增量編碼器無需提示即可報告位置變化，并且它們以比大多數類型的xxx軸編碼器快幾個數量級的數據速率傳送此信息。因此，增量編碼器通常用于需要精確測量位置和速度的應用中。

旋轉增量編碼器可以使用機械、光學或磁性傳感器來檢測旋轉位置的變化。機械式通常用作電子設備上的手動操作“數字電位器”控制。例如，現代家庭和汽車音響通常使用機械旋轉編碼器作為音量控制。帶有機械傳感器的編碼器需要開關去抖動，因此它們可以處理的旋轉速度受到限制。當遇到更高的速度或需要更高的精度時，使用光學類型。

旋轉增量式編碼器有兩個輸出信號A和B，在編碼器軸旋轉時發出一個正交的周期數字波形。這類似于正弦編碼器，它輸出正交的正弦波形（即正弦和余弦），因此結合了編碼器和旋轉變壓器的特性。波形頻率表示軸的旋轉速度，脈沖數表示移動的距離，而AB相位關系表示旋轉方向。

一些旋轉增量編碼器具有額外的“索引”輸出（通常標記為Z），當軸通過特定角度時會發出脈沖。每次旋轉一次，Z信號被斷言，通常總是在相同的角度，直到下一個AB狀態改變。這通常用于雷達系統和其他在編碼器軸位于特定參考角時需要配準信號的應用。

與xxx編碼器不同，增量編碼器不跟蹤，也不指示其所連接的機械系統的xxx位置。因此，為了確定任何特定時刻的xxx位置，必須使用增量編碼器接口“跟蹤”xxx位置，該接口通常包括雙向電子計數器。

廉價的增量編碼器用于機械計算機鼠標。通常，使用兩個編碼器：一個感測左右運動，另一個感測前后運動。

具有單輸出的旋轉編碼器（即轉速計）不能用于感測運動方向，但適用于在行進方向恒定時測量速度和測量位置。在某些應用中，它們可用于測量運動距離（例如運動的英尺）。