摘 要:在工業(yè)自動化技術(shù)的發(fā)展進程中，性能指標是質(zhì)量管理的重要組成部分，在當前國家提出高質(zhì)量發(fā)展的大環(huán)境下，高質(zhì)量、高性能將成為中國制造的重要發(fā)展方向。編碼器作為自動化設(shè)備的反饋單元之一，在其中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。

實際上，編碼器性能的評定并非無章可循，而是緊密關(guān)系到一系列國際與國家標準，同時其原理、工藝以及算法的冗余設(shè)計、可靠性試驗等等也在深層次上影響著產(chǎn)品的品質(zhì)。尤其是對于CANOPEN絕對值齒輪箱多圈編碼器，由于其應用場景的特殊性，對于編碼器的性能要求也特別突出。那么，在相同性能標準下，究竟應如何評估編碼器產(chǎn)品的性價比呢？
下面將以出口俄羅斯遠東的電動挖掘機上的“車規(guī)級”CANOPEN絕對值齒輪箱多圈編碼器為例，深入探討編碼器性能標準及其背后的技術(shù)支撐。

1 性價比的延伸，全生命周期成本的“隱性優(yōu)勢”
很多人對“性價比”的認知其實是有誤區(qū)的，總覺得“性價比”就是便宜的代名詞，其實不然，“性價比”的首字“性”代表的是產(chǎn)品的性能，在擁有相同的性能后，再去橫向?qū)Ρ葍r格，才是真正的“性價比”。
在工控自動化行業(yè)中，工業(yè)設(shè)備的成本不僅包括采購價，還涵蓋安裝、調(diào)試、維護成本及停機損失等，CANOPEN絕對值多圈編碼器作為一種現(xiàn)地用快速、抗干擾性能強力的傳感器，不僅僅在通訊端要保證信號穩(wěn)定，本身的絕對值多圈編碼器在以下這些“隱性成本”上的優(yōu)勢，也同樣是其高性價比的關(guān)鍵體現(xiàn)。

（1）省去回零環(huán)節(jié)，降低調(diào)試成本
斷電后，絕對值多圈編碼器能永久記憶位置，設(shè)備重啟時無需重新執(zhí)行回零操作。反觀增量式編碼器或單圈絕對值編碼器，若斷電后位置變動，需人工或自動回零，不僅增加調(diào)試時間（單次調(diào)試可能耗時1-2小時），還可能因回零誤差影響生產(chǎn)精度，因此，對于24小時連續(xù)運行的生產(chǎn)線來講，絕對值多圈編碼器的這一優(yōu)勢可大幅減少停機時間，間接降低生產(chǎn)損失。

（2）減少維護頻率，降低故障成本
絕對值多圈編碼器采用非接觸式測量，磨損小、壽命長，且抗干擾能力強（能抵御粉塵、油污、振動等惡劣環(huán)境等）。相比之下，依賴機械結(jié)構(gòu)的計數(shù)器或增量編碼器容易因機械磨損、信號干擾等因素而出現(xiàn)故障，單次維護成本（含配件、人工等）可能達數(shù)百至數(shù)千元，且停機維護會導致生產(chǎn)線中斷，造成的損失更大。

（3）數(shù)據(jù)可靠性高，降低糾錯成本
絕對值多圈編碼器輸出的是絕對位置信號，無需通過累計計數(shù)獲取位置，信號不出錯、不跳圈是絕對值齒輪組多圈的基本原則。在高精度裝配、數(shù)控加工等場景，位置錯誤可能導致產(chǎn)品報廢（單件產(chǎn)品成本可能達數(shù)萬元乃至數(shù)十萬元），而絕對值多圈編碼器的高可靠性，可有效減少這類糾錯成本，提升生產(chǎn)良率。

（4）寬溫適應性滿足極端氣候條件
在某些海上作業(yè)環(huán)境中，氣溫變化的幅度極大，從熱帶海域的高溫酷暑到極地海域的嚴寒低溫，工程車輛所處溫度區(qū)間跨度可達零下幾十攝氏度到零上五六十攝氏度。在這類特殊狀況下，CANOPEN絕對值編碼器可通過選用特殊的電子元件與潤滑材料，使得工作溫度可達-40~85℃,  具備出色的寬溫特性，因而在極端溫度下依然能保證測量精度與電氣性能穩(wěn)定。同時，低溫環(huán)境下，電子元件不會出現(xiàn)冷啟動故障，機械部件的潤滑油也不會凍結(jié)，電纜也可以采用-40℃特殊設(shè)計，維持順暢運轉(zhuǎn)，例如在俄羅斯這種極端低溫工況環(huán)境下依然能維持正常工作；而在高溫環(huán)境中，通過采用內(nèi)部散熱結(jié)構(gòu)可以有效防止過熱損壞，確保各項功能正常發(fā)揮。

2 絕對值編碼器定義標準
絕對值編碼器，從根本定義來說，是指在測量量程范圍內(nèi)，所有機械位置都預先與機械位置原點有唯一對應關(guān)系的編碼設(shè)備。其核心特性在于，每次測量位置無需依賴前次測量計數(shù)累加，不移動也可直接輸出唯一的絕對編碼。
例如在單圈360度測量中，每一個輸出位置的數(shù)據(jù)編碼在該單圈內(nèi)絕對且唯一，無需依賴轉(zhuǎn)動及前次數(shù)據(jù)就能獲取位置信息。這與增量式編碼器形成鮮明對比，增量式編碼器需通過信號的增加與減少計算來確定位置變化，依賴不間斷計數(shù)，因而易受到停電與干擾的影響造成誤差累計。

3 絕對值齒輪組多圈編碼器定義標準
絕對值齒輪組多圈編碼器是在絕對值編碼器基礎(chǔ)上的拓展，它不僅在單圈360度內(nèi)具備絕對值編碼，超過360度后依然擁有不依賴計數(shù)的多圈數(shù)值唯一絕對編碼 。這種編碼器一般采用類似鐘表齒輪機械原理，當中心碼盤旋轉(zhuǎn)時，通過齒輪傳動，在單圈編碼基礎(chǔ)上增加圈數(shù)編碼，擴大測量范圍。像常見的多圈絕對值編碼器以單圈多少位X多圈多少位來表示分辨率和測量圈數(shù)行程，如常用的4096圈（12位），少數(shù)能達到16384圈（14位） 。
這種編碼器在電動挖掘機的臂架、回轉(zhuǎn)等多圈運動測量中至關(guān)重要，它能精準反饋設(shè)備的實際位置。

4 總結(jié)
綜上所述，絕對值編碼器的國際標準覆蓋安全、防爆、通信、環(huán)境適應性及精度五大核心維度，其中包括：
·  安全與防爆 以IEC/ISO及EN標準為主導（如IEC 61496、IEC 60079）；
· 通信協(xié)議需兼容CANopen或Profinet（IEC 61158）；
· 環(huán)境防護等級必須滿足IP67及寬溫域（IEC 60529）；
· 精度依賴分辨率（25位）及線性度控制；
· 在實際選型時需根據(jù)應用場景（如防爆、水下、高精度），匹配認證齊全的產(chǎn)品。