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磁編碼器由一個中心有軸的光電碼盤，其上有環形通、暗的刻線，有光電發射和接收器件讀取，獲得四組正弦波信號組合成A、B、C、D，每個正弦波相差90度相位差，將C、D信號反向，疊加在A、B兩相上，可增強穩定信號；另每轉輸出一個Z相脈沖以代表零位參考位。由于A、B兩相相差90度，可通過比較A相在前還是B相在前，以判別磁編碼器的正轉與反轉，通過零位脈沖，可獲得的零位參考位。磁編碼器碼盤的材料有玻璃、金屬、塑料，玻璃碼盤是在玻璃上沉積很薄的刻線，其熱穩定性好，精度高，金屬碼盤直接以通和不通刻線，但由于金屬有一定的厚度，精度有限制，其熱穩定性要比玻璃的差一個數量級，塑料碼盤是經濟型的。

磁電編碼器原理類似光電編碼器，但其采用的是磁場信號。在磁性編碼器內部采用一個磁性轉盤和磁阻傳感器。磁性轉盤的旋轉會引起內部磁場強度的變化，磁阻傳感器檢測到磁場強度的變化后再經過電路的信號處理即可輸出信號。磁性轉盤的磁極數，磁阻傳感器的數量及信號處理的方式決定了磁性編碼器的分辨率。采用磁場原理產生信號的優勢是磁場信號不會受到灰塵，濕氣，高溫及振動的影響。