旋转式光电编码器培训教程(N).pdf

2007. 03 . 20 SHANG HAI 旋转式光电编码器培训教程 ●旋转式光电编码器的原理简解： ·光电编码器是集光，机，电于一体的数字化或近数字化传感器，可广泛地应用于高精度测 量被测物体的转角或直线位移量。 ·编码器旋转时，发光元件发出的光线经过光栅码盘的调制被接收元件所接收，产生原始信 号，再经过后期处理电路的处理，形成与旋转量相对应的编码信号输出给控制系统。 发光管 光栅码盘 接收管 后处理电路 图一：编码器原理简图 ●光电编码器的分类 ◎按测量运动方式的分类： ·旋转式编码器 旋转式编码器通过测量被测物体的旋转角度并将测量到的旋转角度转化为脉冲电信号输 出。 ·直线式编码器 直线式编码器通过测量被测物体的直线位移并将测量到的直线位移转化为脉冲电信号输 出。 ◎按测量编码方式的分类： ·绝对式编码器 ·增量式编码器 ·混合式编码器 ■绝对式旋转编码器： ·用光线扫描旋转码盘上的专用编码码道，以确定被测物体的绝对位置，然后将检测到的编 码数据转换为电信号以脉冲的形式输出测量的位移量。 编码的形式有格雷码，BDC 码和二进制码。 1 ━ 绝对式旋转编码器的特点： ·在一个检测周期内对不同的角度有不同的专用编码，因此编码器输出的位置数据是唯一的 （单一性）。 ·在工作中发生掉电情况时，机械位置发生位移编码会自动跟随变化，上电后立即可以取得 当前位置数据。 ·绝对编码器的编码方式决定了其单圈内（360 °）的工作方式，超出 360 °后又从原位开 始了。 ━ 绝对式旋转编码器的小结： 特点：特定数字编码，根据旋转角度输出唯一性的脉冲信号，该脉冲信号可以转换为角度或 速度位移量。 选型：单编码盘/ 多编码盘（测量一个或多个旋转变量）。 编码制式（格雷码、BCD 码、二进制码等）。 信号传输方式（串行、并行）。 分辨率（8、10、12 位等）。 最大旋转速度。 优点：角行程编码，特别适合角度测量。 抗失电能力强，掉电时不影响编码数据（不用复位）。 缺点：结构和处理电路复杂。 价格比较贵。 ■增量式旋转编码器 ·用光线扫描转动的等分分度码盘，通过检测，统计信号的通断数量来计算旋转角度的位移 量。 ━ 增量式旋转编码器的特点 ·编码器的均分码盘每转动一个预先定制的角度将输出一个脉冲信号，通过统计脉冲信号的 数量来计算旋转的角度。因此该编码器输出的位置数据是相对的。 2 ·由于采用了非专门编码的脉冲信号，因此旋转角度的起始位置可以任意设置。 ·由于采用了相对编码的脉冲信号，因此在系统掉电后旋转角度数据会丢失，上电后需重新 复位后才能开始测量。 ━ 增量式旋转编码器的小结 特点：数字编码或近数字量编码，根据旋转角度输出脉冲信号，该信号可以方便的转换为角 度或速度位移量。 选型：旋转一周的脉冲数（分辨率，如：512 P/R、600 P/R、1024 P/R、2048 P/R 等） 输出信号接口类型（RS422 、push-pull 、OC 门等） 工作电压（DC 5V 、12V、15V、24V 、30V 等） 最大分辨速度（响应频率） 安装形式（中空型、半中空型、对轴型） 环境要求（防潮、防尘、防爆、高低温等） 优点：分辩能力强 结构简单 测量范围大 适用范围广 价格相对较低 缺点：断电后位置信号会丢失 抗干扰性相对较弱 ■混合式旋转编码器 ·用光线扫描转动的复合分度码盘，同时输出绝对旋转角度编码和相对旋转角度编码 ━ 混合式旋转编码器的特点 ·具备绝对编码器的角度编码唯一性和增量编码器的高分辩性 ·主要应用于伺服驱动系统，同步驱动系统等较特殊的系统中 ━ 混合式旋转编码器的小结 优点：功能强大、可以简化系统结构 缺点：制造复杂、价格昂贵