从磁编与光编的原理⽐较各⾃的优缺点
新技术⾼速发展，新产品层出不穷。
但是，基本的物理学原理没有改变。数字世界⽆论怎么变化，⽆法脱离基本的物理学原理和逻辑关系。⼯控⾃动化属于理⼯科，不是⽂科。
每⼀样新产品都有设计的物理原理，以及这样的设计有什么样的好处？如果学习理解了设计原理与新产品设计的意图，那应⽤起来就可以扬长避短，发挥其最⼤的效⽤。
近⼏年磁编发展迅猛，关于磁编与光编的⽐较和争议的话题，也就多了起来。
要说⽐较，也就需要从磁编、光编的原理，和最初设计者的意图的学习理解开始。
本⽂讨论的范围，是磁编、光编都是作为测量旋转⾓度的传感器。
我们先从传感器的原理框图开始.
我们都⽣活在物理真实世界，智能制造的数字化，从物理世界到数字世界，数字从哪⾥来？是传感器！
⾯的“微处理器”和“输出调理器”是⼀样的，那我们重点就来学习分析“物理换能器”的不同。
光电编码器的⼯作原理
机械转轴旋转机械能“激励”，带动刻线码盘旋转；
发光源主动激励，透过“码盘刻线”的旋转，在码盘后⾯发⽣光通量的明和暗的变换，光能量传感器接收光的明和暗的变化，⽽输出电信号，完成从机械能—光能—电信号的“物理换能器”。
其中，光源为“主动激励”，为屏蔽环境噪⾳提⾼信噪⽐；
聚光透镜、遮掩隔栅、刻线码盘都可以作为物理调理，直接调理信号；
刻线码盘⼯艺成熟，刻线精细，周期数⾼，可以达到更⾼的分辨率和精度；
传感器感应光通量，可以物理直接输出优质的正余弦信号。
从光电编码器原理分析的突出优点：
1，信噪⽐⾼，可对环境针对性屏蔽。
2，信号调理直接物理⽅式，刻线精细周期数⾼，精度⾼，可通过细分获得更⾼的分辨率。
3，传感器直接优质正余弦信号输出，响应快。
磁电编码器的⼯作原理
机械转轴旋转机械能“激励”，带动永磁体磁场旋转；
磁电感应传感器接收磁场的峰⾕的变化，⽽输出电信号，完成从机械能—磁场—电信号的“物理换能器”。
其余磁编结构形式可参见我过去的⽂章。
从原理来看，磁编换能器要⽐光编的器件少⽽简单
磁编与光编⽐较的缺点也⽐较明显
1，感应⽅式为“被动激励模式”，信噪⽐要差，依靠感应传感器内的正交4个传感器平衡⽐较（霍尔或磁阻传感器）；2，永磁体为烧结充磁，磁场⼀致性不确定，磁场曲线不可物理调理，精度难以保证；
3，变化周期数少，影响分辨率的提⾼；
4，磁场曲线⾮正余弦，影响精度，磁感应存在磁滞效应，需传感器内部调理，由于信噪⽐低，电⼦纹
波需作数字化平均，牺牲响应；
5，由于磁场曲线⼀致性不确定，影响精度；
6，如需更⾼的分辨率，由于精度较低，需外部MCU微处理器算法补偿校准后再能细分，牺牲响应；
7，算法补偿校准没有误差分离⼿段，仅能补偿误差固定部分的系统误差，对于磁场⼀致性误差变化与电⽓纹波难以确定性补偿校准。
磁编与光编⽐较，缺点明显：
精度、分辨率，输出响应。
磁编的分辨率经过⼆次调理与平均算法补偿，响应牺牲明显，获得的“分辨率”是静态分辨率。
磁编与光编⽐较的优点：
1，器件少成本低，⽣产⼯艺简单；
2，环境影响⼩（⽔⽓灰尘和温度变化）；
3，器件少，抗⼲扰略好。
误传的磁编抗⼲扰不如光编，实则是⼤量电⼦多圈编码器为磁编+多圈计数器（例如韦根编码器的韦根线圈计数器），因受到⼲扰⽽出现错误信号，造成市场误传误信“磁编抗⼲扰不好”；
4，磁编借助于在汽车电⼦上的应⽤⽽⼤量发展，因⼤规模批量化⽽成本迅速下降。同时，磁编⼤量在汽车电⼦上的应⽤，已证明磁编的抗⼲扰特性。
光编受环境与⼲扰的影响，如下图：
根据以上原理的学习与分析，我们可以注意到磁编与光编⽐较分析：
光编原理，磁编原理，原理上的不同
——磁体，磁场，被动激励
——光源、透镜、格栅、码盘，主动激励。
信号调理，光编，可在透镜格栅上调整，直接出正余弦信号，⼀致性好。磁编，磁体磁场难以保证⾼度的⼀致性，正余弦信号的调制是在磁编传感器芯⽚⾥做。
⽐较的结果，光编信号⼀致性与精度可控，磁编信号调理的⼀致性与精度不如光编。
细分倍数，根据国外编码器的资料和⽰波器李沙图分析，细分的电⼦纹波⼤约在1%（7位精度），通过电⼦调理，⼀般细分在12—14位。例如海德汉光编的物理刻线是2048线，正余弦输出，经过细分最⼤达到25位（11位刻线+14位细分）。
由于光编可以获得更细的物理刻线，并且信号调理是在前级就做了，光编的信号质量⼀致性与精度可控。
响应，光编的信号调理是在前级⽤物理⽅式实现的，直接出⾼质量正余弦信号，直接细分，细分倍数⼀般12位，响应快。
磁编信号调理是在磁编芯⽚⾥做的，需要克服电⼦纹波，误差分离计算平均值，牺牲了响应度。如果在磁编芯⽚后再次做信号细分与补偿，⼆次牺牲响应度，磁编的响应远远低于光编。
光编与磁编的⽐较根本的不同在哪⾥？
物理换能器的精度可控性和信号调理器的⽅式的不同。
光编能实现⾼精度、⾼响应的根本，是在物理换能器与信号物理调理，是精度⼀致性可控的、调理同步进⾏的，没有延时。
光源—主动激励—提⾼信噪⽐；
透镜—遮掩隔栅—码盘刻线的设计，可以优化获得的正余弦曲线；
光电传感器—单场扫描技术消除共模噪⾳与污染；
信号调理为物理⽅式，调理是在传感器感应的同时实现，确保提⾼精度并没有延时，可确定性。
汽车漂移原理⽽磁编在编码器精度和分辨率上的瓶颈，是信号源磁铁产⽣磁场的可知、可控的不确定性（⾼精度要求），并且信号调理是在传感器感应之后，有滞后延时。如果对于磁铁磁场曲线的研究缺少物理实验室技术⼿段，误差不可知，⽆可进⾏误差分析，⽆可进⾏误差分离。那么，在传感器感应信号之后的各种所谓“算法补偿、校准”都失去了意义，磁场精度都不确定，感应后信号调理的延时不确定，⼀切算法都是基于不确定的模糊与漂移抖动的。单磁极磁编在细分14位以上的各种算法补偿都是瞎折腾，对⽤户的宣传是不负责任的。
磁编再发展与提⾼——提⾼磁场精度与⼀致性可控性。
磁编再要提⾼，是在对永磁铁磁场曲线的研究，如何可知、可控，在传感器感应之前即可信号调理到⾼精度的稳定的磁场，这需要磁场物理实验室技术的⽀持。⽽不是在传感器已经出了信号之后，再去“调理”算法补偿。
磁编的优势在哪⾥？⼨有所长，尺有所短。
磁编的应⽤场景，环境因素的影响⼩。灰尘、⽔⽓、振动、温度变化等。在放弃⾼精度、⾼分辨率的要求下，突出环境耐⽤性可靠性，在⼤型设备较复杂环境下的可靠性应⽤。
磁编抗⼲扰较差吗？那是被甩锅的冤枉。
磁编电⼦多圈编码器的计数器被⼲扰的错误（例如韦根线圈的磁编），⽽不是磁编抗⼲扰不⾏，是卖电⼦多圈市场销售的在甩⿊锅。实际上磁编抗⼲扰与可靠性早已经长期获得证明，例如德国海德汉的ROQ425绝对值多圈编码器，其机械齿轮箱多圈传感器是磁编；德国SICK的ATM60绝对值多圈编码器，更是机械齿轮箱绝对值多圈的全磁电传感器。上⾯
齿轮箱多圈传感器是磁编；德国SICK的ATM60绝对值多圈编码器，更是机械齿轮箱绝对值多圈的全磁电传感器。上⾯这两个型号的编码器在市场上的可靠应⽤，已经超过了⼆⼗年。
磁编成本较低，由于磁编芯⽚在汽车电⼦的⼤量使⽤，规模化⽣产后带来成本的⼤幅度降低。但是，由于有些磁编是⽤在⾼可靠性要求的场景，在提⾼可靠性⽅⾯的设计提⾼了产品成本。
在需要⾼精度、⾼响应的运动控制中光编更有满⾜功能性能的优势，但是磁编成本较低。
在较差⼯作环境下磁编更有满⾜性能的优势，例如在⾃动化项⽬中的⼤型设备，安全保护性设备，更关注环境影响的可靠性，可选⽤磁编，尤其是全磁电的机械齿轮箱真绝对值多圈编码器。
本⽂转⾃@Q
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