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编码器及其工作原理
来源: | 作者:zhongshide | 发布时间: 2024-05-09 | 78 次浏览 | 分享到:

编码器是一种信号转换设备,其作用在于将信号或数据转化为适用于通讯、传输和存储的信号形式。编码器能够将角位移或直线位移转化为电信号,其中角位移转换的称为码盘,直线位移转换的则称为码尺。


编码器主要由多个部件构成,包括码盘(圆光栅、指示光栅)、机体、发光器件以及感光器件等。其中,圆光栅由透明材料或金属材料上涂膜或刻画而成的明暗相间条纹组成,这些条纹以放射状分布。每个相邻条纹之间的间距被定义为栅节,而光栅整周的栅节数则决定了编码器的脉冲数,即其分辨率。指示光栅是一个静止的光栅片,其窗口条纹刻线与圆光栅的条纹刻线完全相同。

 

机体作为载体,用于装配圆光栅、指示光栅等部件。发光器件通常采用的是红外发光管,而感光器件则是高频光敏元件,常见的类型有硅光电池和光敏三极管。

 

编码器按工作原理可分为增量式绝对式两类。

 

增量式编码器能够将位移转化为周期性的电信号,并进一步转化为计数脉冲,通过脉冲的数量来反映位移的大小。这种编码器具有高精度、结构简单、成本低廉等优点,适用于角度和速度的测量,但由于开机后需要寻零,且在脉冲传输过程中可能受到干扰产生累计误差,因此其速度受到一定限制。

 

绝对式编码器则是一种用于检测绝对角度位置的装置,其位置输出信号为特定制式的数码信号,表示位移后的绝对位置。其结构主要包括旋转的码盘、光源和光敏元件。光源发出的光通过光学系统,穿过码盘的透光区被光敏元件接收,输出为“1”;若被不透明区遮挡,则输出为“0”。各个码道的输出编码组合即表示码盘的转角位置。绝对式编码器具有高精度、无接触、寿命长、无需寻零、无累计误差和允许高转速等优点,但结构相对复杂,体积较大,价格较高。

在使用编码器时,无论是增量式还是绝对式,都需要注意一些使用注意事项。例如,需要考虑寻零问题、可能出现的干扰引起的累计误差、最大转速和分辨率的矛盾以及计数器溢出问题。对于绝对式编码器,还需要特别注意供电电源的可靠性、长线传输时的压降问题,以及对误码和过零点的处理

 


               

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