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光電編碼器的原理及分類

作者:Admin 發布時間:2017-03-28 [ ] 瀏覽:

光電編碼器是一種集光、機、電為一體的數字檢測裝置,它是一種通過光電轉換,將輸至軸上的機械、幾何位移量轉換成脈沖或數字量的傳感器,它主要用于速度或位置(角度)的檢測。具有精度高、響應快、抗干擾能力強、性能穩定可靠等顯著的優點。按結構形式可分為直線式編碼器和旋轉式編碼器兩種類型。
旋轉編碼器主要由光柵、光源、檢讀器、信號轉換電路、機械傳動等部分組成。光柵面上刻有節距相等的輻射狀透光縫隙,相鄰兩個透光縫隙之間代表一個增量周期;分別用兩個光柵面感光。由于兩個光柵面具有90°的相位差,因此將該輸出輸入數字加減計算器,就能以分度值來表示角度。它們的節距從光電編碼器的輸出信號種類來劃分,可分為增量式和絕對值式兩大類。
旋轉增量式編碼器轉動時輸出脈沖,通過計數設備來知道其位置,當編碼器不動或停電時,依靠計數設備的內部記憶來記住位置。這樣,當停電后,編碼器不能有任何的移動;當來電工作時,編碼器輸出脈沖過程中,也不能有干擾而丟失脈沖,不然,計數設備記憶的零點就會偏移,而且這種偏移的量是無從知道的,只有錯誤的生產結果出現后才能知道。
絕對編碼器光碼盤上有許多道刻線,每道刻線依次以2線、4線、8線、16線……編排,這樣在編碼器的每一個位置,通過讀取每道刻線的通、暗,獲得一組從2的零次方到2的n-1次方的唯一的2進制編碼(格雷碼),這就稱為位絕對編碼器。這樣的編碼器是由碼盤的機械位置決定的,它不受停電、干擾的影響。絕對編碼器由機械位置決定的每個位置的唯一性,它無需記憶,無需找參考點,而且不用一直計數,什么時候需要知道位置,什么時候就去讀取它的位置。這樣,編碼器的抗干擾特性、數據的可靠性大大提高了。由于絕對編碼器在定位方面明顯地優于增量式編碼器,已經越來越多地應用于工業控制定位中。
編碼器信號輸出有并行輸出、串行輸出、總線型輸出、變送一體型輸出等輸出形式。串行輸出是時間上數據按照約定,有先后輸出;空間上,所有位數的數據都在一組電纜上(先后)發出。這種約定稱為“通訊協議”,其連接的物理形式有RS232、RS422(TTL)、RS485等。串行輸出連接線少,傳輸距離遠,可靠性就大大提高了,但傳輸速度比并行輸出慢。對于絕對編碼器,信號并行輸出是時間上數據同時發出:空間上,每個位數的數據各占用一根線纜。對于位數不高的絕對編碼器,一般就直接以此形式輸出數碼,可直接進入PLC或上位機的I/O接口。這種方式輸出即時,連接簡單。但是,對于位數較多的絕對編碼器,有許多芯電纜,由此帶來工程難度和諸多不便、降低了可靠性。因此,在絕對編碼器多位數輸出一般不采用并行輸出型,而是選用串行輸出或總線型輸出。
二、光電編碼器的分類
按測量方式的分類:
•          旋轉編碼器
•          直尺編碼器
按編碼方式的分類:
•          絕對式編碼器
•          增量式編碼器
•          混合式編碼器

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