シャフトエンコーダーとは？

ロータリエンコーダとも呼ばれるシャフトエンコーダは、シャフトの回転角度を報告するデバイスです。 通常、モーターシャフトまたはその他の回転デバイスに取り付けられ、現在の位置を追跡するために使用されます。 シャフトエンコーダーは、ロボットアプリケーション、コンピューターマウス、産業用制御でよく使用されます。 また、工作機械のチェンジャー、カメラのレンズ、望遠鏡でも頻繁に使用されます。

アブソリュートシャフトエンコーダーは、電源が投入された瞬間からエンコーダーシャフトの現在位置を決定できます。 インクリメンタルエンコーダとは異なり、開始位置からの相対位置ではなく、絶対シャフト位置を追跡します。 アブソリュートロータリーエンコーダーは、回転ディスクを備えた機械式、磁気式、または光学式センサーを使用して、シャフト位置を決定します。 機械式エンコーダーは、スライド位置と、シャフト位置をエンコードするように設計された金属パターンのあるディスクを使用します。 磁気エンコーダーは、ディスク上の磁化されたストリップの位置を検出し、光ディスクデバイスは特別にコード化された明るい領域と暗い領域を読み取ります。

アブソリュートシャフトエンコーダからの位置データは、デバイスの設計に応じて、デジタル形式またはアナログ形式で出力されます。 デジタルデータは、多くの場合、バイナリ、グレーコード、またはバイナリコード化された10進数で表されます。 グレイコードは、バイナリエンコーディングの修正版で、隣接するパターンコードが1ビットだけ異なるため、位置データのエラーが減少します。 通常、デジタルデータは、パラレルまたは非同期推奨標準（RS）422などのシリアル形式で出力できます。シリアル同期インターフェイス（SSI）やコントローラーエリアネットワーク（CAN）などの標準も頻繁にサポートされます。

直交エンコーダとも呼ばれるインクリメンタルロータリーエンコーダは、相対的なシャフトの動きを測定します。 このタイプのシャフトエンコーダは、2つの光学または機械センサーのみを使用して、ある角度から次の角度へのシャフトの回転を検出します。 現在の位置を追跡するために、外部回路を使用して、基準点からのシャフトの動きをカウントできます。 機械式エンコーダーでは、シャフトのカムが機械式センサーと接触して位置を示します。 光学式エンコーダーは、光と暗符号化された2つのトラックをフォトダイオードで読み取ることで、動きを判断できます。

ほとんどのインクリメンタルエンコーダは、位相が90度ずれた方形波で位置データを出力しますが、代わりに正弦波を生成できるものもあります。 リニアインクリメンタルエンコーダは、回転ではなく直線で距離を測定します。 工作機械でよく使用されます。 一部のインクリメンタルエンコーダには、カウント情報を記録するためのバッテリーバックアップ付きのメモリが含まれています。 このタイプのシャフトエンコーダと基準点を組み合わせて使用​​すると、電源投入時でも絶対位置を追跡できます。

光学式回転軸エンコーダは通常、高速で回転できます。 一部のユニットは、毎分最大30,000回転（RPM）回転できます。 対照的に、ほとんどの機械式エンコーダーの速度ははるかに制限されています。