一、光電編碼器簡(jiǎn)介

光電編碼器是一種集光、機(jī)、電為一體的數(shù)字檢測(cè)裝置，它是一種通過(guò)光電轉(zhuǎn)換，將輸至軸上的機(jī)械、幾何位移量轉(zhuǎn)換成脈沖或數(shù)字量的傳感器，它主要用于速度或位置（角度）的檢測(cè)。具有精度高、響應(yīng)快、抗干擾能力強(qiáng)、性能穩(wěn)定可靠等顯著的優(yōu)點(diǎn)。按結(jié)構(gòu)形式可分為直線式編碼器和旋轉(zhuǎn)式編碼器兩種類(lèi)型。

旋轉(zhuǎn)編碼器主要由光柵、光源、檢讀器、信號(hào)轉(zhuǎn)換電路、機(jī)械傳動(dòng)等部分組成。光柵面上刻有節(jié)距相等的輻射狀透光縫隙，相鄰兩個(gè)透光縫隙之間代表一個(gè)增量周期；分別用兩個(gè)光柵面感光。由于兩個(gè)光柵面具有90°的相位差，因此將該輸出輸入數(shù)字加減計(jì)算器，就能以分度值來(lái)表示角度。它們的節(jié)距從光電編碼器的輸出信號(hào)種類(lèi)來(lái)劃分，可分為增量式和絕對(duì)值式兩大類(lèi)。

旋轉(zhuǎn)增量式編碼器轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)輸出脈沖，通過(guò)計(jì)數(shù)設(shè)備來(lái)知道其位置，當(dāng)編碼器不動(dòng)或停電時(shí)，依靠計(jì)數(shù)設(shè)備的內(nèi)部記憶來(lái)記住位置。這樣，當(dāng)停電后，編碼器不能有任何的移動(dòng)；當(dāng)來(lái)電工作時(shí)，編碼器輸出脈沖過(guò)程中，也不能有干擾而丟失脈沖，不然，計(jì)數(shù)設(shè)備記憶的零點(diǎn)就會(huì)偏移，而且這種偏移的量是無(wú)從知道的，只有錯(cuò)誤的生產(chǎn)結(jié)果出現(xiàn)后才能知道。

絕對(duì)編碼器光碼盤(pán)上有許多道刻線，每道刻線依次以2線、4線、8線、16線……編排，這樣在編碼器的每一個(gè)位置，通過(guò)讀取每道刻線的通、暗，獲得一組從2的零次方到2的n-1次方的唯一的2進(jìn)制編碼(格雷碼)，這就稱(chēng)為位絕對(duì)編碼器。這樣的編碼器是由碼盤(pán)的機(jī)械位置決定的，它不受停電、干擾的影響。絕對(duì)編碼器由機(jī)械位置決定的每個(gè)位置的唯一性，它無(wú)需記憶，無(wú)需找參考點(diǎn)，而且不用一直計(jì)數(shù)，什么時(shí)候需要知道位置，什么時(shí)候就去讀取它的位置。這樣，編碼器的抗干擾特性、數(shù)據(jù)的可靠性大大提高了。由于絕對(duì)編碼器在定位方面明顯地優(yōu)于增量式編碼器，已經(jīng)越來(lái)越多地應(yīng)用于工業(yè)控制定位中。

編碼器信號(hào)輸出有并行輸出、串行輸出、總線型輸出、變送一體型輸出等輸出形式。串行輸出是時(shí)間上數(shù)據(jù)按照約定，有先后輸出；空間上，所有位數(shù)的數(shù)據(jù)都在一組電纜上(先后)發(fā)出。這種約定稱(chēng)為“通訊協(xié)議”，其連接的物理形式有RS232、RS422(TTL)、RS485等。串行輸出連接線少，傳輸距離遠(yuǎn)，可靠性就大大提高了，但傳輸速度比并行輸出慢。對(duì)于絕對(duì)編碼器，信號(hào)并行輸出是時(shí)間上數(shù)據(jù)同時(shí)發(fā)出：空間上，每個(gè)位數(shù)的數(shù)據(jù)各占用一根線纜。對(duì)于位數(shù)不高的絕對(duì)編碼器，一般就直接以此形式輸出數(shù)碼，可直接進(jìn)入PLC或上位機(jī)的I／O接口。這種方式輸出即時(shí)，連接簡(jiǎn)單。但是，對(duì)于位數(shù)較多的絕對(duì)編碼器，有許多芯電纜，由此帶來(lái)工程難度和諸多不便、降低了可靠性。因此，在絕對(duì)編碼器多位數(shù)輸出一般不采用并行輸出型，而是選用串行輸出或總線型輸出。

二、光電編碼器的分類(lèi)

按測(cè)量方式的分類(lèi)：

?旋轉(zhuǎn)編碼器

?直尺編碼器

按編碼方式的分類(lèi)：

?絕對(duì)式編碼器

?增量式編碼器

?混合式編碼器

三、光電編碼器的應(yīng)用

近十幾年來(lái)，光電編碼器發(fā)展為一種成熟的多規(guī)格、高性能的系列工業(yè)化產(chǎn)品，在數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、雷達(dá)、光電經(jīng)緯儀、地面指揮儀、高精度閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)等諸多領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。