什么是光電編碼器？

Hengstler編碼器國(guó)內(nèi)授權(quán)代理為您分享光電編碼器的工作原理：光電編碼器軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，A線和B線均產(chǎn)生脈沖輸出，A線和B線的兩相脈沖相角為90度。這給出了光電編碼器的旋轉(zhuǎn)方向，可以測(cè)量電機(jī)轉(zhuǎn)速。如果A相脈沖在B相脈沖之前，光電編碼器向前旋轉(zhuǎn)，否則反轉(zhuǎn)。Z線是零脈沖線，光電編碼器每轉(zhuǎn)產(chǎn)生一個(gè)脈沖。它主要用于計(jì)數(shù)。線A用于測(cè)量脈沖數(shù)，線B和線A可用于測(cè)量旋轉(zhuǎn)方向。


N是電機(jī)轉(zhuǎn)速

Δn=ND測(cè)量ND理論

例如：我們的電機(jī)速度為1.5米/秒，車(chē)輪直徑為220毫米，C=D*Pi，電機(jī)控制在21.7轉(zhuǎn)/分，根據(jù)伺服系統(tǒng)的指標(biāo)，電機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)置為1500轉(zhuǎn)/分，因此如果ND=21.7*60=130轉(zhuǎn)/分，可以得到，光電編碼器每秒輸出的脈沖數(shù)為：

PD=130 x 600/60=1300脈沖

如果測(cè)量的脈沖數(shù)與計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)值之間存在偏差，則增量電壓△根據(jù)電壓和脈沖數(shù)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，可以計(jì)算出輸出到伺服系統(tǒng)的U。增量電壓△U可以計(jì)算出來(lái)，測(cè)量脈沖數(shù)，然后再減去。

如果運(yùn)輸時(shí)間更長(zhǎng)，路線更長(zhǎng)，與我們預(yù)定路線的偏差會(huì)更大。此時(shí)，系統(tǒng)通過(guò)連續(xù)測(cè)量光電編碼器每秒發(fā)出的脈沖數(shù)，并將其與標(biāo)準(zhǔn)值PD（理想值）進(jìn)行比較，計(jì)算增量ΔP并將其轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的D/A型數(shù)字量off，從而啟動(dòng)位置回路，通過(guò)控制器減少輸出電機(jī)的脈沖數(shù)，從原始輸出電壓中減去增量，強(qiáng)制電機(jī)轉(zhuǎn)速，并在測(cè)量到電壓時(shí)停止調(diào)整△P接近于零，因此電機(jī)轉(zhuǎn)速始終在規(guī)定的允許范圍內(nèi)。

根據(jù)檢測(cè)原理，Hengstler編碼器可分為光、磁、電感和電容。根據(jù)標(biāo)度方法和信號(hào)輸出形式，它可以分為三種類(lèi)型：增量、絕對(duì)和混合。

1.1增量編碼器

增量式編碼器直接利用光電轉(zhuǎn)換原理輸出A、B、Z三組方波脈沖；兩組A和B脈沖之間的相位差為90度，相位差為每轉(zhuǎn)一次。用于參考點(diǎn)定位的脈沖。它具有原理結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，平均機(jī)械壽命超過(guò)數(shù)萬(wàn)小時(shí)，抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高，適合遠(yuǎn)距離傳輸?shù)葍?yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是無(wú)法輸出軸旋轉(zhuǎn)的絕對(duì)位置信息。

1.2絕對(duì)式編碼器

絕對(duì)編碼器是一種直接輸出數(shù)字量的傳感器。它的圓形碼盤(pán)上沿徑向有幾個(gè)同心碼跡。每條賽道由半透明和不透明扇區(qū)組成。區(qū)域的數(shù)量是一個(gè)雙倍比率，代碼輪上的代碼軌跡數(shù)是二進(jìn)制數(shù)中的位數(shù)，代碼輪的一側(cè)是光源，另一側(cè)對(duì)應(yīng)于每個(gè)帶有光敏元件的代碼軌跡；當(dāng)感光元件點(diǎn)亮或未點(diǎn)亮?xí)r，當(dāng)碼盤(pán)處于不同位置時(shí)，相應(yīng)的電平信號(hào)被轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)。這種編碼器的一個(gè)特點(diǎn)是，它不需要計(jì)數(shù)器，在旋轉(zhuǎn)軸上的任何點(diǎn)都可以讀取與位置相對(duì)應(yīng)的固定數(shù)字代碼。當(dāng)然，代碼通道越多，分辨率就越高。Hengstler編碼器要有N位二進(jìn)制分辨率，其碼盤(pán)必須有N個(gè)碼通道。目前中國(guó)有16位絕對(duì)編碼器產(chǎn)品。

絕對(duì)編碼器使用自然二進(jìn)制或循環(huán)二進(jìn)制（格雷碼）值用于光電轉(zhuǎn)換。絕對(duì)編碼器和增量編碼器的區(qū)別在于磁盤(pán)上的半透明和不透明線型。絕對(duì)式編碼器可以有多個(gè)代碼，絕對(duì)位置使用讀碼盤(pán)上的代碼記錄。編碼的設(shè)計(jì)可以使用二進(jìn)制碼、循環(huán)碼、二元補(bǔ)碼等。其獨(dú)特的特性包括：

1.2.1可直接讀取角度坐標(biāo)的絕對(duì)值；

1.2.2無(wú)累積故障；

1.2.3斷電后位置信息不會(huì)丟失。然而，分辨率是由二進(jìn)制中的位數(shù)決定的，即精度取決于位數(shù)，目前有10位、14位等等。

1.3混合絕對(duì)編碼器

混合絕對(duì)編碼器，輸出兩組信息：一組信息用于檢測(cè)磁極位置，具有絕對(duì)信息功能；另一組與增量編碼器的輸出信息完全相同。

光電編碼器是一種角度（角速度）檢測(cè)裝置，利用光電轉(zhuǎn)換原理將軸上輸入的角度轉(zhuǎn)換為相應(yīng)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(diǎn)。它廣泛應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床、轉(zhuǎn)盤(pán)、伺服驅(qū)動(dòng)器、機(jī)器人、雷達(dá)、軍事目標(biāo)指示器以及其他需要檢測(cè)角度的裝置和設(shè)備中。

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