增量编码器的原理就是这么简单

增量编码器的原理就是这么简单

增量光电编码器是一种常用的增量编码器，主要由玻璃编码器、发光管、光电接收管和成型电路组成。窗格玻璃的结构如图1所示，从外到内分为三个环，即A环、B环和Z环。每个环中的黑色部分是不透明的，而白色部分是透明的，可以通过光透射。玻璃板的中心安装有一根旋转轴，与伺服电机同步旋转。


增量编码器码盘


增量光电编码器的结构和工作原理图

增量编码器的发光管发光照亮玻璃码盘，光穿过A和B环的透明孔分别照亮A和B相光电接收管。以获得相位A和相位B脉冲。经过强化和整形后，脉冲被输出。由于A和B环的透明孔的交错排列，所获得的A和B相位脉冲之间的相位差为90°。Z形环只有一个透明孔，当码盘旋转一个周期时，只产生一个脉冲。这个脉冲被称为Z脉冲（零位脉冲），它决定了代码盘的起始位置。

增量编码器可以检测伺服电机的转向、速度和位置。由于环A和B上透明孔的交错排列，当环A中的孔引导环B中的相应孔时，当码盘向前旋转时，从增量编码器接收的A相脉冲的相位领先于B相脉冲的相。当码盘向后旋转时，环B将孔引导到环A中，相位B脉冲引导相位A脉冲。因此，了解A相和B相的脉冲情况可以确定码盘的方向（即伺服电机的方向）。如果码盘的A环上有100个透明孔，并且码盘旋转一次，编码器输出100-A相位脉冲；当编码器每秒旋转10圈并输出10个脉冲时，编码器输出1000-A相位脉冲，即输出脉冲频率为1KHZ；当编码器每秒旋转50转时，增量编码器输出5000个相位脉冲，输出脉冲频率5KHZ；因此，了解增量编码器的输出脉冲的频率可以确定电机的速度。当码盘旋转一个周期时，它会产生100个脉冲。从第一个Z相脉冲产生开始，当编码器产生25个脉冲时，表明电机已转到四分之一旋转位置。当编码器输出1000个脉冲时，表示电机已经旋转了十个周期。

注：在技术术语中，分辨率是指增量编码器旋转一个周期所产生的脉冲数。这与编码器的A环和B环上的透明孔的数量有关。它们越透明，旋转一个周期产生的脉冲越多，增量编码器的分辨率就越高。

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