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增量式光电编码器结构和原理

文章出处:德伍拓 责任编辑:admin 人气:64 发表时间:2021-07-21 16:48 【   

增量式光电编码器结构如图1所示。在它的编码盘边缘等间隔地制出n个透光槽。发光二极管(LED)发出的光透过槽孔被光敏二极管所接收。当码盘转过1/n圈时,光敏二极管即发出一个计数脉冲,计数器对脉冲的个数进行加减增量计数,从而判断编码盘旋转的相对角度。为了得到编码器转动的绝对位置,还须设置一个基准点,如图中的“零位标志槽”。为了判断编码盘转动的方向,实际上设置了两套光电元件,如图中的正弦信号接收器和余弦信号接收器。

增量式光电编码器除了可以测量角位移外,还可以通过测量光电脉冲的频率,转而用来测量转速。如果通过机械装置,将直线位移转换成角位移,还可以用来测量直线位移。最简单的方法是采用齿轮—齿条或滚珠螺母—丝杆机械系统。这种测量方法测量直线位移的精度与机械式直线—旋转转换器的精度有关。


图1增量式光电编码器结构示意图

1-均匀分布透光槽的编码盘2-LED光源3-狭缝4-正弦信号接收器5-余弦信号接收器6-零位读出光电元件7-转轴8-零位标记槽

1、测量精度

取决于它所能分辨的最小角度,而这与码盘圆周上的槽缝条纹数n有关,即能分辨的最小角度为

α=360/n

分辩率=1/n

例如,条纹数为1024,则分辨角度α=360o/1024=0.325o。

光栅或模板放在可动单元与探测器之间,并具有与编码单元相同的节距当所有光栅和可动编码单元完全调准时,探测器接收的入射光达到最大值。随着编码单元离开位置,接收的光将减少,直到达最小值。利用固定光栅来限制光电探测器的视野,因而提高了它的分辨率

2、运动方向的确定

为了确定运动方向,需要另一个计读单元,有时则需要另一个编码单元以及某些适当的电子电路,如图2所示:

图2增量式编码器检测运动方向原理

为了得到90o相移编码,增设一个检测线圈,如图2a所示。在一个旋转方向上,信号A超前于信号B;而在相反方向上,则信号B超前于信号A。于是,相位检波器便能指示出旋转方向是顺时针还是反时针如图2b所示。

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