旋轉(zhuǎn)編碼器原理及其應(yīng)用
旋轉(zhuǎn)編碼器通過內(nèi)部?jī)蓚�(gè)光敏接受管轉(zhuǎn)化其角度碼盤的時(shí)序和相位關(guān)系，得到其角度碼盤角度位移量增加(正方向)或減少(負(fù)方向)。在接合數(shù)字電路特別是單片機(jī)后，增量式旋轉(zhuǎn)編碼器在角度測(cè)量和角速度測(cè)量較絕對(duì)式旋轉(zhuǎn)編碼器更具有廉價(jià)和簡(jiǎn)易的優(yōu)勢(shì)。下面是增量式旋轉(zhuǎn)編碼器的內(nèi)部工作原理(附圖)
旋轉(zhuǎn)編碼器原理
A,B兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)兩個(gè)光敏接受管，A,B兩點(diǎn)間距為 S2 ,角度碼盤的光柵間距分別為S0和S1。
當(dāng)角度碼盤以某個(gè)速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，那么可知輸出波形圖中的S0：S1：S2比值與實(shí)際圖的S0：S1：S2比值相同，同理角度碼盤以其他的速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，輸出波形圖中的S0：S1：S2比值與實(shí)際圖的S0：S1：S2比值仍相同。如果角度碼盤做變速運(yùn)動(dòng)，把它看成為多個(gè)運(yùn)動(dòng)周期(在下面定義)的組合，那么每個(gè)運(yùn)動(dòng)周期中輸出波形圖中的S0：S1：S2比值與實(shí)際圖的S0：S1：S2比值仍相同。
通過輸出波形圖可知每個(gè)運(yùn)動(dòng)周期的時(shí)序?yàn)?br />
我們把當(dāng)前的A,B輸出值保存起來，與下一個(gè)A,B輸出值做比較，就可以輕易的得出角度碼盤的運(yùn)動(dòng)方向，
如果光柵格S0等于S1時(shí)，也就是S0和S1弧度夾角相同，且S2等于S0的1/2，那么可得到此次角度碼盤運(yùn)動(dòng)位移角度為S0弧度夾角的1/2，除以所消毫的時(shí)間，就得到此次角度碼盤運(yùn)動(dòng)位移角速度。
S0等于S1時(shí)，且S2等于S0的1/2時(shí)，1/4個(gè)運(yùn)動(dòng)周期就可以得到運(yùn)動(dòng)方向位和位移角度，如果S0不等于S1，S2不等于S0的1/2，那么要1個(gè)運(yùn)動(dòng)周期才可以得到運(yùn)動(dòng)方向位和位移角度了。
我們常用的鼠標(biāo)也是這個(gè)原理哦。
旋轉(zhuǎn)編碼器的分類
根據(jù)檢測(cè)原理，旋轉(zhuǎn)編碼器可分為光學(xué)式、磁式、感應(yīng)式和電容式。根據(jù)其刻度方法及信號(hào)輸出形式，可分為增量式、絕對(duì)式以及混合式三種。
1.1增量式編碼器
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90?，從而可方便地判斷出旋轉(zhuǎn)方向，而Z相為每轉(zhuǎn)一個(gè)脈沖，用于基準(zhǔn)點(diǎn)定位。它的優(yōu)點(diǎn)是原理構(gòu)造簡(jiǎn)單，機(jī)械平均壽命可在幾萬(wàn)小時(shí)以上，抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高，適合于長(zhǎng)距離傳輸。其缺點(diǎn)是無(wú)法輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)的絕對(duì)位置信息。
光電編碼器分類和選擇
光電編碼器是利用光柵衍射原理實(shí)現(xiàn)位移—數(shù)字變換的，從50年代開始應(yīng)用于機(jī)床和計(jì)算儀器，因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、計(jì)量精度高、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)外受到重視和推廣。近年來更取得長(zhǎng)足的發(fā)展，在精密定位、速度、長(zhǎng)度、加速度、振動(dòng)等方面得到廣泛的應(yīng)用。
光電編碼器按編碼方式分為二類：增量式與絕對(duì)式。
1、增量式編碼器特點(diǎn)：
增量式編碼器轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，有相應(yīng)的脈沖輸出，其計(jì)數(shù)起點(diǎn)任意設(shè)定，可實(shí)現(xiàn)多圈無(wú)限累加和測(cè)量。編碼器軸轉(zhuǎn)一圈會(huì)輸出固定的脈沖，脈沖數(shù)由編碼器光柵的線數(shù)決定。需要提高分辯率時(shí)，可利用 90 度相位差的 A、B 兩路信號(hào)進(jìn)行倍頻或更換高分辯率編碼器。
2、絕對(duì)式編碼器特點(diǎn)：
絕對(duì)式編碼器有與位置相對(duì)應(yīng)的代瑪輸出，通常為二進(jìn)制碼或 BCD 碼。從代碼數(shù)大小的變化可以判別正反方向和位移所處的位置，絕對(duì)零位代碼還可以用于停電位置記憶。絕對(duì)式編碼器的測(cè)量范圍常規(guī)為 0—360 度。
旋轉(zhuǎn)編碼器的應(yīng)用
速度計(jì)與長(zhǎng)度計(jì)一般采用增量式編碼器，以下就其參數(shù)范圍作簡(jiǎn)要的介紹，供選型參考。
(1)光柵線數(shù)：
(2)輸出方式：
常規(guī)有五種輸出方式：
集電極開路輸出(通用型)
互補(bǔ)輸出
電壓輸出
長(zhǎng)線驅(qū)動(dòng)器輸出
UVW 輸出
(3)工作電壓：常規(guī)有以下幾種：
5V、12V、24V、5-24V(通用型)、5-30V
滬公網(wǎng)安備31010802001143號(hào)
