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Terminologia de Encoders

Esta página compila de maneira sistemática e explica em detalhes os principais termos técnicos comuns e importantes na área de encoders, abrangendo parâmetros elétricos, sinais de saída, estrutura mecânica, protocolos de comunicação, adequação ambiental, calibração de precisão, segurança funcional, limites de carga e muitos outros aspectos. É indicada para engenheiros, integradores de sistemas, equipes de P&D, compradores técnicos e para quem deseja se aprofundar no conhecimento sobre encoders.

Terminologia de saída e sinais de encoders

Termo Abreviação em inglês Definição
Resolução Resolution Quantidade de sinais gerados pelo encoder por unidade de movimento, usada para aferir a precisão da medição. Pode ser expressa em PPR, CPR, bit, LPI, CPI etc.
PPR Pulses Per Revolution Pulsos por rotação. Comum em encoders rotativos incrementais, indica quantos pulsos são gerados em uma volta completa
CPR Counts Per Revolution Contagens por rotação, frequentemente incluindo algum fator de multiplicação. Em quadratura ×4, por exemplo, CPR = PPR × 4
DPI Dots Per Inch “Pontos” por polegada, usado para digitalização óptica de alta resolução e medições lineares
CPI Counts Per Inch Contagens por polegada (1 polegada), usado para medir a resolução de encoders lineares
LPI Lines Per Inch Número de linhas por polegada em um retículo óptico; também é usado para descrever a resolução em encoders ou scanners lineares
Fases A/B A/B Channels Dois sinais de onda quadrada em quadratura de um encoder incremental, defasados em 90°, usados para diferenciar direção e contagem
Fase Z Zero Pulse / Index Pulso de referência gerado apenas uma vez por rotação em um encoder incremental; serve para retornar ao ponto de origem (“zero”)
Canal N N Channel Em algumas marcas, é outro nome para a fase Z
U/V/W – Canais de comutação de servo motor, usados na comutação eletrônica ou detecção de fase do motor
TTL Transistor-Transistor Logic Nível lógico digital de 5 V, adequado para pulsos de alta velocidade em curtas distâncias
HTL High Threshold Logic Lógica em nível de 10–30 V, com alta imunidade a interferências, adequada para ambientes industriais
Open Collector OC Saída do tipo coletor aberto, necessita de resistor de pull-up externo e possibilita ajuste flexível do nível de tensão
Push-Pull – Saída push-pull, pode acionar a carga em ambas as direções, dispensando resistor de pull-up; comum em encoders industriais
Line Driver LD / RS422 Padrão de saída diferencial que aumenta a imunidade a ruídos e possibilita transmissão em alta velocidade a longas distâncias
Saída de tensão Voltage Output Forma de saída analógica (como 0–5 V, 0–10 V etc.), útil para leituras simples de grandezas analógicas
Saída de corrente Current Output Normalmente 4–20 mA, oferecendo alta imunidade a ruídos e adequada para transmissões a longas distâncias
PWM Pulse Width Modulation Usa modulação de largura de pulso para transmitir informações de posição ou ângulo, aplicada em cenários customizados ou necessidades especiais
1Vpp/11µApp – Saídas analógicas senoidais/cosenoidais, comuns em encoders ópticos ou magnéticos (tipo grade), para subdivisões de alta precisão

Tipos de encoder, princípio de funcionamento e métodos de detecção

Termo Definição
Encoder incremental Emite pulsos contínuos que indicam a variação de posição; exige um controlador ou contador que acumule os pulsos para obter a posição absoluta
Encoder absoluto Cada posição corresponde a um código único; mantém a posição mesmo sem alimentação, ideal para aplicações de alta confiabilidade ou sistemas multi-eixo
Encoder monovolta Detecta posição apenas em uma volta, sem registrar o número de voltas
Encoder multivolta Contém engrenagens, componentes magnéticos ou indutivos para registrar o número de voltas; existe em formato mecânico ou eletrônico
Encoder óptico Usa uma fonte de luz, grade e receptor fotoelétrico para medição sem contato; oferece alta resolução e precisão
Encoder magnético Emprega efeito Hall ou magnetorresistivo para detectar variações de campo magnético; menos sensível a poeira e óleo, adequado a ambientes agressivos
Encoder capacitivo Baseado na variação de campo elétrico entre placas de capacitor; estrutura compacta, indicada para sistemas leves e onde há pouco espaço
Encoder indutivo Mede ângulo ou deslocamento por indução eletromagnética; alta resistência a interferências e vibrações
Kit Encoder Também chamado de Encoder Kit, sem carcaça externa, projetado para ser embutido em motores ou juntas de robôs etc.
Encoder de cabo (pull-wire) Usa cabo de aço e carretel para medir grandes distâncias lineares (elevadores, portas, guindastes etc.)
Encoder rotativo Mede ângulo de rotação e velocidade de um eixo; amplamente aplicado em motores, mesas giratórias e servoconversores
Encoder linear Mede deslocamentos lineares, comum em CNC, máquinas de medição tridimensional e equipamentos de semicondutores
Encoder multicanais Emite simultaneamente vários tipos de sinal (por exemplo, A/B/Z + UVW + interface serial) para atender a comutação de motor, detecção de posição e comunicação de rede
Encoder programável O modo de saída, resolução, direção etc. podem ser configurados via software ou dispositivo dedicado
Formato de codificação Código de saída em encoder absoluto, como Gray Code, Binary, BCD, Excess Code etc.

Protocolos de comunicação e interfaces industriais

Protocolo/Interface Definição
SSI Synchronous Serial Interface: comunicação serial síncrona para transmissão de dados de encoders absolutos; arquitetura simples e alta imunidade a ruídos
BiSS-C Protocolo serial síncrono aberto em alta velocidade, com comunicação full-duplex e suporte a topologia em cadeia, comum em encoders absolutos de alto nível
EnDat Interface serial bidirecional da Heidenhain, com recursos de verificação e alta resolução de feedback
CANopen Protocolo aberto baseado em CAN bus, usando dicionário de objetos, rede com múltiplos nós, amplamente usado na Europa em automação industrial
Profibus-DP Padrão de rede de campo (fieldbus), oferece alta taxa de transmissão e troca cíclica de dados, típico em grandes sistemas de controle de processo e produção discreta
DeviceNet Protocolo CAN bus proposto pela Allen-Bradley, focado na conexão simples entre dispositivos e controladores
EtherCAT Protocolo industrial de Ethernet em tempo real da Beckhoff, oferece clock distribuído e sincronização multi-eixo; ideal para controles de alta velocidade e precisão
PROFINET Padrão de Ethernet industrial promovido pela Siemens, integrando TI com comunicação em tempo real; indicado para automação fabril e de processos
IO-Link Protocolo ponto a ponto (point-to-point) entre sensores e atuadores, oferece diagnóstico inteligente e configuração remota
Ethernet/IP Protocolo da família CIP (Common Industrial Protocol), promovido pela Rockwell, adequado para drives distribuídos, dispositivos de campo e sistemas SCADA
Modbus RTU/TCP Protocolo mestre-escravo aberto, usado em I/O remoto e sistemas distribuídos expansíveis
UART Interface serial assíncrona universal (ex.: RS232/RS485), comum em módulos de encoder simples ou de baixo custo
SPI/I²C Interface serial em nível de chip (semicondutores), adequada para encoders miniaturizados ou de baixo consumo de energia
SERCOS SErial Real-time COmmunication System, protocolo de controle de movimento em tempo real via fibra ótica ou Ethernet; usado em CNC e servos de alta precisão

Terminologia de montagem e interface mecânica

Termo Definição
Eixo maciço O eixo central do encoder é um cilindro sólido; requer um acoplamento ou dispositivo de fixação para transmitir o torque
Eixo oco O encoder possui um eixo vazado que pode ser inserido diretamente no eixo do motor, reduzindo a necessidade de acoplamentos
Eixo semi-oco Eixo vazado fechado em uma extremidade, unindo economia de espaço e facilidade de instalação
Montagem por flange O encoder é fixado ao equipamento por meio de flange frontal ou sincronizada; comum em padrões DIN (flanges circulares ou quadradas)
Flange sincronizada Flange padrão de montagem circular (Synchro Flange), fixada por aperto ou parafusos
Flange de fixação para servo Flange com ranhura de aperto ou furos de alinhamento, permite alinhamento rápido e fixação em servomotores ou sistemas mecânicos
Distância entre furos de montagem Espaçamento entre os parafusos no corpo do encoder, deve ser compatível com a superfície de montagem da máquina
Profundidade de instalação Profundidade de inserção do eixo ou do oco do encoder; muito rasa pode gerar folga, muito profunda pode causar danos
Acoplamento Dispositivo que conecta o eixo maciço do encoder ao eixo do motor/mecanismo; há tipos flexíveis, de fole, rígidos etc.
Carga radial/axial Carga radial ou axial máxima suportada pelo rolamento do encoder; ultrapassá-la afeta a vida útil e a precisão

Adequação ambiental e confiabilidade

Termo Definição
Grau de proteção IP Definido na norma IEC 60529, como IP65, IP67, IP68; números maiores indicam maior proteção contra poeira e água
Temperatura de operação Faixa de temperatura em que o encoder funciona com a precisão nominal (por exemplo, -20°C a +85°C)
Temperatura de armazenamento Faixa de temperatura permitida quando o dispositivo está sem energia
Resistência a vibrações Nível de vibrações mecânicas suportadas pelo rolamento e pela estrutura interna do encoder, geralmente expresso em g
Resistência a choque Limite máximo de aceleração/impacto instantâneo, em g
EMC (Compatibilidade Eletromagnética) Inclui imunidade a interferências eletromagnéticas e a emissão não excessiva de ruídos eletromagnéticos
ESD Resistência a Descarga Eletrostática (Electrostatic Discharge), mede a sensibilidade do encoder a choques de eletricidade estática
Nível SIL Safety Integrity Level (SIL2, SIL3 etc.), usado em aplicações críticas de segurança (elevadores, robôs, sistemas ferroviários etc.)
MTBF Mean Time Between Failures (Tempo Médio Entre Falhas), reflete a confiabilidade geral do equipamento
RoHS / REACH Diretivas que restringem substâncias nocivas / Regulamentos de registro de substâncias químicas, tratando da conformidade ambiental e de segurança nos materiais

Precisão, erros e terminologia de calibração do sistema

Termo Definição
Precisão do sistema Diferença máxima entre a leitura do encoder e a posição real, incluindo erros do próprio encoder, de instalação, do controlador etc.
Poder de resolução A menor variação de posição que o encoder consegue detectar; quanto maior, mais movimentos sutis podem ser captados
Repetibilidade Grau de consistência nos resultados de medição ao retornar diversas vezes à mesma posição; principalmente influenciada por folgas mecânicas e ruído do sinal
Erro de linearidade Desvio não linear entre a saída do encoder e o valor real de deslocamento, normalmente compensado por calibração ou processamento de software
Erro de zero Deslocamento entre o pulso Z ou sinal de referência de origem e o zero mecânico real; corrigido mecanicamente ou via software
Erro de codificação Erros sutis causados pela fabricação do disco de código, distribuição irregular de polos magnéticos, instalação incorreta etc.
Fator de calibração Parâmetro usado na calibração ou compensação linear do sistema, auxiliando a melhorar a precisão geral
Feedback PID Em um sistema de servo, o encoder atua como sensor em um loop de controle fechado; ajustes proporcionais, integrais e derivativos permitem seguir com exatidão a referência
Histerese Erro de retorno de posição quando se muda o sentido de movimento; pode aparecer em alguns encoders incrementais ou sistemas de transmissão

Outros termos de uso comum e observações adicionais

Termo Definição
Código Gray (Gray Code) Uma forma de codificação em que dois códigos adjacentes diferem apenas em um bit, reduzindo oscilações de comutação; muito usada em encoders absolutos
Codificação binária (Binary Code) Encoders absolutos que fornecem a saída diretamente em binário, facilitando a interpretação no controlador
Código BCD (Binary-Coded Decimal) Cada 4 bits representam um dígito decimal; visto em alguns encoders absolutos antigos ou instrumentos de medição
Excess Code Tipo de código deslocado, que facilita transições mais suaves; pode aparecer em certos encoders absolutos antigos ou sistemas personalizados
Trem de engrenagens multivolta Em encoders absolutos multivolta mecânicos, as engrenagens internas monitoram o número de voltas
Multivolta eletrônico Usa circuitos internos ou memória magnética para registrar o número de voltas, sem engrenagens mecânicas; comum em encoders integrados a motores brushless (BLDC)
Canais UVW Sinais incrementais de comutação para sincronizar enrolamentos trifásicos do motor; comuns em servomotores e drives BLDC
Relação S/N (Signal to Noise Ratio) Relação sinal/ruído, mede a clareza e estabilidade do sinal de saída do encoder
Velocidade máxima Velocidade de rotação em que o encoder consegue operar com precisão; excedê-la pode distorcer o sinal ou acelerar o desgaste dos rolamentos
Velocidade linear máxima Velocidade máxima de translação que um encoder linear consegue medir sem falhas; ultrapassando esse valor, pode faltar largura de banda para o sinal incremental ou para os dados
Encoder redundante Encoder com sensores ou saídas duplicadas para aplicações de segurança (ex. SIL3); o encoder reserva assume se o principal falhar

Referências normativas e extensão

Observação: As definições podem variar ligeiramente conforme o fabricante ou padrões de indústria. Recomenda-se verificar o manual específico do produto para confirmação adicional. Esta página será atualizada continuamente para incluir novas tecnologias e cenários de aplicação. Convidamos você a compartilhar suas contribuições e revisões em Encoder.wiki!

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