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亨士樂光電編碼器
閱讀：689 發(fā)布時間：2015-2-3光電編碼器技術(shù)
常用的光電式編碼器為增量光電編碼器,，亦稱光電碼盤,、光電脈沖發(fā)生器、光電脈沖編碼器等,，它把機械轉(zhuǎn)角變成電脈沖,，是數(shù)控機床上常用的一種角位移檢測元件，也可用于角速度檢測,。從名字我們能知道,，光電編碼器是通過光線來檢測位置信號的。一個光電編碼器主要包含四種原件：
? 光源（通常為LED）
? 傳感器
? 可旋轉(zhuǎn)的碼盤
? 遮光掩碼盤
在與被測軸同心的碼盤上刻制了按一定編碼規(guī)則形成的遮光和透光的軌道,。碼盤的一邊是發(fā)光LED,，另一邊則是接收光線的傳感器。碼盤隨著被測軸的轉(zhuǎn)動使得透過碼盤的光束產(chǎn)生間斷,，通過光電器件的接收和電路的處理,，產(chǎn)生特定電信號的輸出，再經(jīng)過數(shù)字處理可計算出位置和速度信息,。
在光電編碼器中每個傳感器用于一路信號的檢測,。一條碼道可以配合兩個傳感器進行檢測，這兩個傳感器檢測出來的信號會有一定的相位偏差,。從這組帶相位差的信號我們可以得到更多的信息比如旋轉(zhuǎn)方向,。如果我們需要零位信號用于脈沖計數(shù)的校正，通常碼盤上還會有另一條軌道用于產(chǎn)生零位信號,。
采用光學相位陣技術(shù)的光電編碼器比傳統(tǒng)的設(shè)計更加可靠,。光學相位陣技術(shù)的原理是采集多路信號的平均值作為一路信號，所以帶來的好處是采集的信號更加穩(wěn)定可靠,，適合應(yīng)用在一些更復雜的環(huán)境當中,，例如采礦，重型機械等,。因為在這些環(huán)境中振動和沖擊會影響傳統(tǒng)編碼器的信號采集,。另外采用光學相位陣技術(shù)的編碼器在安裝精度上的要求也比傳統(tǒng)光學編碼器要低。
光電編碼器的測量精度
光電編碼器的測量精度取決于它所能分辨的zui小角度,，而這與碼盤圓周的條紋數(shù)有關(guān),，即分辨角α＝360°/狹縫數(shù)。如條紋數(shù)為1024,，則分辨角α＝360°/1024＝0.352°,。光電編碼器的輸出信號A、和B、為差動信號,。差動信號大大提高了傳輸?shù)目垢蓴_能力,。在數(shù)控系統(tǒng)中，常對上述信號進行倍頻處理,，以進一步提高分辨力,。例如，配置2000脈沖／r光電編碼器的伺服電動機直接驅(qū)動8mm螺距的滾珠絲杠,，經(jīng)數(shù)控系統(tǒng)4倍頻處理后,，相當于8000脈沖／r的角度分辨力，對應(yīng)工作臺的直線分辨力由倍頻前的0.004mm提高到0.001mrn,。光電式編碼器的優(yōu)點是沒有接觸磨損,，碼盤壽命長，允許轉(zhuǎn)速高,，而且zui外圈每片寬度可做得很小,，因而精度高。缺點是結(jié)構(gòu)復雜,，價格相對要高,，光源壽命偏短。
光學編碼器的應(yīng)用
增量式光電編碼器按每轉(zhuǎn)發(fā)出的脈沖數(shù)的多少來分有多種型號,，比如數(shù)控機床zui常用的如下表所列,，根據(jù)數(shù)控機床絲杠螺距來選用。
脈沖編碼器 | 每轉(zhuǎn)脈沖移動量（mm） |
2000脈沖／r | 2,，3,，4，6,，8 |
2500脈沖／r | 5,，10 |
3000脈沖／r | 3，6,，12 |
為了適應(yīng)高速、高精度數(shù)字伺服系統(tǒng)的需要,，先后又發(fā)展了高分辨率的光電脈沖編碼器?，F(xiàn)在已有使用每轉(zhuǎn)發(fā)出10萬乃至幾百萬個脈沖的編碼器，該類光電脈沖編碼器裝置內(nèi)部應(yīng)用了微處理器,。
光學編碼器通過特殊的設(shè)計可以達到非常高的精度,，單圈分辨率也可以超過4百萬個脈沖。這些優(yōu)勢使得光學編碼器在很多對分辨率要求很高的場合占有一席之地,，例如：電腦的鼠標,，復印機或是醫(yī)療機械。通過光學相位陣技術(shù)的應(yīng)用，光電編碼器也可以在更惡劣的環(huán)境中使用,，例如塔基,。
盡管在一些惡劣的環(huán)境下我們可能會考慮磁性編碼器，但我們需要考慮一個問題：究竟是光電編碼器的精度和分辨率對我們的系統(tǒng)更重要,，還是磁性編碼器的可靠性更重要,。