编码器导线是否有最大长度限制？

Juergen Wagenbach清楚了解当编码器或霍尔传感器的导线较长时必须注意哪些事项。

电机和传感器所使用的标准导线长度在30 cm到3 m之间不等。但在某些情况下，标准长度并不能满足需要，尤其是当需要将控制器安装在比如机器的某个机柜中时，机柜可能放置在几米之外或甚至放置在另一个房间中。

关于导线最大长度限制的问题并没有标准答案。采取一些特殊的措施，就可以毫无问题地将导线延长到10米。在确保所有装置都以完美方式安装并且在首次调试时已检查并确认信号质量的前提下，我们甚至成功地将导线延长到50或100米。

使用长导线时必须考虑的特殊措施

在很多情况下，第一个想法可能是长导线上的信号压降会是一个关键点。但事实上这并不正确，因为传感器信号通常只需要符合TTL规范：接受电压电平2.1V以上的“高”信号。在maxon控制器的《硬件使用说明》内有关编码器和霍尔传感器输入的章节中，可以找到关于所需信号电平的规定。

1) 传感器的供电电压

编码器通常对供电电压有着极其严格的公差要求。如果规格要求是5V +/-5%，则意味着编码器的供电电压输入端必须至少达到4.75V的电压才能确保运行。从供电电压的角度来看，长导线上的压降可能变得十分关键。在供电电压不足的情况下，传感器信号可能不会出现、发生错误或者有时会缺失。造成脉冲缺失的根本原因一般都是供电电压，而不是预期的信号电平。因此，确保在编码器插头上施加规定的供电电压非常重要。导线使用更粗的线径可以改善这种情况。事实上，只有供电电压和接地线才需要较粗的线径。传感器导线上的压降并不像上面提到的那样关键。

较粗的线径也有缺点：它们会导致导线灵活性降低、增加重量并且也更昂贵。采用混合线径的导线属于非常特殊的设计，造价甚至可能更加昂贵。有一种简单的解决方案可以克服上述缺点：

使用多条电源线和接地线

购买线芯多于实际需要的导线，例如一条10或12线芯的导线，而不是编码器常用的8芯导线。使用2至3根线芯连接电源和接地线。这类导线属于标准导线、成本效益极高，并且灵活性也高于粗线径导线

2) 传感器的信号类型

通常建议使用配备差分信号线的编码器，以提高抗噪性并降低脉冲检测错误的风险，尤其是在进行位置控制时。对于较长的导线，这项常规要求的重要性更大：

只使用配备差分信号线的编码器！

霍尔传感器通常不提供差分信号线，但是它对于单个错误脉冲也并不那么敏感。无论如何，在使用霍尔传感器时，同样必须对信号噪音和负面影响风险进行评估，另外也要考虑上述提到的其他措施。如果存在与霍尔传感器信号相关的控制器风险或错误状态，请考虑在电机附近安装线驱动，并在霍尔传感器信号线控制器的附近安装线接收器。

3) 降低电磁干扰的影响

在使用较长的信号线时，电磁干扰的风险会大大提高，原因包括比如不完全清楚机器内的信号线附近可能还有其他哪些导线。在此情况下，确保电机、继电器、主接触器、泵、风扇及霓虹灯管启动器等所有感性负载的电源线都使用屏蔽导线就更加重要。

• 不得在一条导线内混用信号线和电机电源线！
• 不得使用扁平导线！这些导线类型对于电磁干扰更为关键，并且使用屏蔽层的可能性更小。
• 电源线和电机线都应该使用屏蔽导线！
• 使用长导线两端的接地夹将屏蔽线接地！
• 尝试将电机导线与信号或传感器导线分离，不要将它们重叠敷设在一起（如果可行）。

在首次调试期间，尝试上述所有措施并最后检查信号质量，这样有助于减少长导线的缺点并降低运行期间的风险。