光电旋转编码器的认知.pdf

光电式旋转编码器的

认知

主讲人：刘凯

知识目标技能目标

了解光电编码器的内部能够在生产线上正确安

结构及工作原理装与调试旋转编码器

1.编码器基本知识

编码器把角位移或直线位移转换成电信号，前者称为码盘，后者称为码尺。

接触式编码器

按照读取

方式分类

非接触式编码器

增量式编码器

按照工作

原理分类

绝对式编码器

1.编码器基本知识

增量式编码器是将位移转换成周期性的电信号，再

把这个电信号转变成计数脉冲，用脉冲的个数表示位移

的大小，在设备上使用较多。绝对式编码器的每一个位

置对应一个确定的数字码，因此它的示值只与测量的起

始和终止位置有关，而与测量的中间过程无关。

1.编码器基本知识

（1）绝对式接触式码盘

右图为一个四位接触式码

盘。红色部分为导电区，输

出为“1”，空白部分为不导

电区，输出为“0”。所有导

电部分连在一起，接高电位。

图示码盘共有四圈码道，在每

圈码道上都有一个电刷，电刷

经电阻接地。当码盘与被测

物转轴一起转动时，电刷上出

现的电位对应一定的数码。若

有n条码道，则角度分辨率为

1.编码器基本知识

（2）光电码盘

光电式码盘亦称脉冲式角度—数字编码器，其结

构示意图如图所示。在一个圆盘上按码道开有相等角

距的缝隙，在码道上分为透明区和不透明区，分别代

表“1”和“0”，相当于接触式码盘的导电区和不导

电区。在开缝圆盘两边分别安装光源及光敏元件，相当

于接触式码盘的电源和电刷。其测量方法与接触式码盘

相似。

增量式光电编码器内部结构

1.编码器基本知识

（3）增量式光电编码器工作原理

当光栅盘随被测工作轴一起转动时，每转过一个缝隙

，光电管就会感受到一次光线的明暗变化，使光电管的电

阻值改变，这样就把光线的明暗变化转变成电信号的强弱

变化，而这个电信号的强弱变化近似于正弦波的信号，经

过整形和放大等处理，变换成脉冲信号。通过计数器计量

脉冲的数目，即可测定旋转运动的角位移；通过计量脉冲

的频率，即可测定旋转运动的转速，测量结果可以通过数

字显示装置进行显示或直接输入到系统中。

增量式光电编码器工作原理图

1.编码器基本知识

（3）增量式光电编码器工作原理

实际应用的光电编码器的光栅板上有两组条纹A、A

和B、B，A组与B组的条纹彼此错开1／4节距，两组条纹

相对应的光敏元件所产生的信号彼此相差90°相位，用于

辨向。此外，在光电码盘的里圈里还有一条透光条纹C(零

标志刻线)，用以每转产生一个脉冲，该脉冲信号又称零

标志脉冲，作为测量基准。

1.编码器基本知识

（3）增量式光电编码器工作原理

光电编码器的测量精度取决于它所能分辨的最小角度，而这与光栅盘圆周的

条纹数有关，即分辨角