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一,、光電編碼器的工作原理

光電編碼器，是一種通過光電轉(zhuǎn)換將輸出軸上的機械幾何位移量轉(zhuǎn)換成脈沖或數(shù)字量的傳感器,。這是目前應用多的傳感器,，光電編碼器是由光柵盤和光電檢測裝置組成。光柵盤是在一定直徑的圓板上等分地開通若干個長方形孔,。由于光電碼盤與電動機同軸,，電動機旋轉(zhuǎn)時，光柵盤與電動機同速旋轉(zhuǎn),，經(jīng)發(fā)光二極管等電子元件組成的檢測裝置檢測輸出若干脈沖信號,，其原理示意圖如圖1所示；通過計算每秒光電編碼器輸出脈沖的個數(shù)就能反映當前電動機的轉(zhuǎn)速,。此外,，為判斷旋轉(zhuǎn)方向，碼盤還可提供相位相差90o的兩路脈沖信號,。根據(jù)檢測原理,，編碼器可分為光學式、磁式,、感應式和電容式,。根據(jù)其刻度方法及信號輸出形式，可分為增量式,、光電式以及混合式三種,。

（一）增量式增量式編碼器是直接利用光電轉(zhuǎn)換原理輸出三組方波脈沖A、B和Z相,；A,、B兩組脈沖相位差90o，從而可方便地判斷出旋轉(zhuǎn)方向,，而Z相為每轉(zhuǎn)一個脈沖,，用于基準點定位。它的優(yōu)點是原理構(gòu)造簡單,，機械平均壽命可在幾萬小時以上,，抗干擾能力強，可靠性高，適合于長距離傳輸,。其缺點是無法輸出軸轉(zhuǎn)動的位置信息,。

（二）光電編碼器

光電編碼器是直接輸出數(shù)字量的傳感器，在它的圓形碼盤上沿徑向有若干同心碼道,，每條道上由透光和不透光的扇形區(qū)相間組成,，相鄰碼道的扇區(qū)數(shù)目是雙倍關系，碼盤上的碼道數(shù)就是它的二進制數(shù)碼的位數(shù),，在碼盤的一側(cè)是光源,，另一側(cè)對應每一碼道有一光敏元件；當碼盤處于不同位置時,，各光敏元件根據(jù)受光照與否轉(zhuǎn)換出相應的電平信號,，形成二進制數(shù)。這種編碼器的特點是不要計數(shù)器,，在轉(zhuǎn)軸的任意位置都可讀出一個固定的與位置相對應的數(shù)字碼,。顯然，碼道越多,，分辨率就越高,，對于一個具有 N位二進制分辨率的編碼器，其碼盤必須有N條碼道,。目前國內(nèi)已有16位的編碼器產(chǎn)品,。

式編碼器是利用自然二進制或循環(huán)二進制（葛萊碼）方式進行光電轉(zhuǎn)換的。式編碼器與增量式

編碼器不同之處在于圓盤上透光,、不透光的線條圖形,，編碼器可有若干編碼，根據(jù)讀出碼盤上的編

碼,，檢測位置。編碼的設計可采用二進制碼,、循環(huán)碼,、二進制補碼等。

它的特點是：

1．可以直接讀出角度坐標的值,；

2．沒有累積誤差,；

3．電源切除后位置信息不會丟失。但是分辨率是由二進制的位數(shù)來決定的,，也就是說精度取決于位數(shù),，目前有10位、14位等多種,。

（三）混合式值編碼器,，它輸出兩組信息：

一組信息用于檢測磁極位置，帶有信息功能；另一組則*同增量式編碼器的輸出信息,。光電編碼器是一種角度（角速度）檢測裝置,，它將輸入給軸的角度量，利用光電轉(zhuǎn)換原理 轉(zhuǎn)換成相應的電脈沖或數(shù)字量,，具有體積小,，精度高，工作可靠,接口數(shù)字化等優(yōu)點,。

它廣泛應用于數(shù)控機床,、回轉(zhuǎn)臺、伺服傳動,、機器人,、雷達、軍事目標測定等需要檢測角度的裝置和設備中,。