關(guān)于光電編碼器的工作原理以及組成部分解析

隨著全球多樣化的發(fā)展，我們的生活也在不斷變化著，包括我們接觸的各種各樣的電子產(chǎn)品，那么你一定不知道這些產(chǎn)品的一些組成，比如光電編碼器。

隨著工業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步，生產(chǎn)中出現(xiàn)了很多問題。為了解決這些問題，人們發(fā)明和設(shè)計(jì)了許多優(yōu)秀而緊湊的機(jī)器。機(jī)床行業(yè)最具體的就是光電編碼器的出現(xiàn)。對(duì)于非專業(yè)人士來說，光電編碼器是一個(gè)陌生的名詞。光電編碼器是一種優(yōu)良的測量裝置。簡單的說，就是將機(jī)器運(yùn)動(dòng)或旋轉(zhuǎn)的位移量轉(zhuǎn)換成特殊的電信號(hào)和脈沖信號(hào)，供自己或其他機(jī)器進(jìn)行決策和計(jì)算。

光電編碼器簡介

光電編碼器是一種集光、機(jī)、電于一體的數(shù)字檢測裝置。它是一種通過光電轉(zhuǎn)換將輸出到軸的機(jī)械和幾何位移量轉(zhuǎn)換為脈沖或數(shù)字量的傳感器。主要用于速度或位置(角度)檢測。具有精度高、響應(yīng)速度快、抗干擾能力強(qiáng)、性能穩(wěn)定可靠等顯著優(yōu)點(diǎn)。按結(jié)構(gòu)可分為線性編碼器和旋轉(zhuǎn)編碼器兩種。

旋轉(zhuǎn)編碼器主要由光柵、光源、閱讀器、信號(hào)轉(zhuǎn)換電路、機(jī)械傳動(dòng)等部分組成。光柵表面刻有等間距的放射狀透光狹縫，相鄰的兩條透光狹縫代表一個(gè)增量周期;兩個(gè)光柵面分別用于感光。由于兩個(gè)光柵面的相位差為90°，因此輸出可以輸入到數(shù)字加減計(jì)算器中，角度可以用分度值表示。它們的間距從光電編碼器輸出信號(hào)的類型來劃分，可分為增量式和絕對(duì)式兩大類。

旋轉(zhuǎn)增量編碼器旋轉(zhuǎn)時(shí)輸出脈沖，其位置由計(jì)數(shù)裝置知道。當(dāng)編碼器不動(dòng)或斷電時(shí)，計(jì)數(shù)裝置的內(nèi)部存儲(chǔ)器用于記憶位置。這樣，當(dāng)斷電時(shí)，編碼器不能移動(dòng);上電時(shí)，編碼器在輸出脈沖過程中不能因干擾而丟失脈沖，否則計(jì)數(shù)裝置的零點(diǎn)會(huì)發(fā)生偏移，而這種偏移是無法知道偏移量的，只有在錯(cuò)誤之后生產(chǎn)結(jié)果出現(xiàn)。

絕對(duì)式編碼器的光碼盤上有很多刻線，每條刻線排列成2線、4線、8線、16線……這樣在編碼器的每個(gè)位置，通過讀取每條刻線到獲得一組從2的零次方到2的n-1次方(格雷碼)的唯一二進(jìn)制代碼(格雷碼)，這稱為位絕對(duì)編碼器。這種編碼器是由編碼器的機(jī)械位置決定的，不受停電或干擾的影響。絕對(duì)值編碼器由機(jī)械位置決定每個(gè)位置的唯一性。不需要死記硬背，不需要找參考點(diǎn)，不需要一直數(shù)。什么時(shí)候需要知道位置，什么時(shí)候讀取它的位置。這樣就大大提高了編碼器的抗干擾特性和數(shù)據(jù)的可靠性。由于絕對(duì)式編碼器在定位方面明顯優(yōu)于增量式編碼器，因此越來越多地用于工業(yè)控制定位。

編碼器信號(hào)輸出有并行輸出、串行輸出、總線式輸出、傳輸集成輸出等輸出形式。串行輸出是數(shù)據(jù)按約定按時(shí)間順序輸出;在空間中，數(shù)字的所有數(shù)據(jù)都通過一組電纜(按順序)發(fā)送出去。這種協(xié)議稱為“通信協(xié)議”，其連接的物理形式有RS232、RS422(TTL)、RS485等，串行輸出連接線少，傳輸距離長，可靠性大大提高，但傳輸速度比并行輸出慢。對(duì)于絕對(duì)編碼器，信號(hào)的并行輸出是數(shù)據(jù)的同步傳輸：在空間上，每一位數(shù)據(jù)都占用一根電纜。對(duì)于低位絕對(duì)式編碼器，數(shù)字量輸出一般直接采用這種形式，可以直接進(jìn)入PLC或上位機(jī)的I/O接口。這樣，輸出即時(shí)，連接簡單。但是，對(duì)于位數(shù)較多的絕對(duì)值編碼器，芯線較多，帶來工程上的困難和諸多不便，降低了可靠性。因此，絕對(duì)值編碼器的多位輸出一般不采用并行輸出型，而是選擇串行輸出或總線型輸出。

在研究設(shè)計(jì)過程中，一定會(huì)有這樣或著那樣的問題，這就需要我們的科研工作者在設(shè)計(jì)過程中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，這樣才能促進(jìn)產(chǎn)品的不斷革新。