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光電編碼器的工作原理 光電編碼器的優(yōu)缺點(diǎn)

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摘要:光電編碼器是常用的一種編碼器,由光源、光碼盤和光敏元件組成,光電編碼器的原理是光柵衍射原理,通過光電轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)位移-數(shù)字變換,有增量式、絕對式和混合式三種,工作原理略有不同。光電編碼器的優(yōu)點(diǎn)是體積小、精密、用途廣泛、壽命長,不過也存在惡劣環(huán)境下使用需要較高的保護(hù)要求、依賴機(jī)械裝置轉(zhuǎn)換、難以檢測軌道運(yùn)行物體等缺點(diǎn)。下面一起來了解一下光電編碼器的工作原理及優(yōu)缺點(diǎn)吧。

一、光電編碼器是什么

根據(jù)檢測原理不同,編碼器可分為光學(xué)式、磁式、感應(yīng)式和電容式四種,光電編碼器是一種通過光電轉(zhuǎn)換,將輸出軸上的機(jī)械幾何位移量轉(zhuǎn)換成脈沖或數(shù)字量的編碼器,是應(yīng)用最多的傳感器之一,由光源、光碼盤和光敏元件組成。

二、光電編碼器的工作原理

光電編碼器是利用光柵衍射原理實(shí)現(xiàn)位移-數(shù)字變換的,通過光電轉(zhuǎn)換,光敏元件接收的光通量隨透光線條同步變化,光敏元件輸出波形經(jīng)整形后,變?yōu)槊}沖信號,每轉(zhuǎn)一圈,輸出一個(gè)脈沖。根據(jù)脈沖的變化,可以精確測量和控制設(shè)備位移量。

光電編碼器分為增量式、絕對式以及混合式三種,原理略有不同:

1、增量式光電編碼器

這種編碼器直接利用光電轉(zhuǎn)換原理輸出三組方波脈沖A、B和Z相;A、B兩組脈沖相位差90o,從而可方便地判斷出旋轉(zhuǎn)方向,而Z相為每轉(zhuǎn)一個(gè)脈沖,用于基準(zhǔn)點(diǎn)定位。

2、絕對式光電編碼器

這種光電編碼器是利用自然二進(jìn)制或循環(huán)二進(jìn)制(葛萊碼)方式進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的,它可有若干編碼,根據(jù)讀出碼盤上的編碼,檢測絕對位置。

3、混合式光電編碼器

又稱混合式絕對值編碼器,它的主要工作原理同樣為光電轉(zhuǎn)換,其與增量型、絕對式編碼器的不同在于輸出量不同?;旌鲜浇^對值編碼器輸出的信息有兩組,一組輸出信息為A、B、Z三組方波脈沖,與增量式編碼器的輸出完全不同,另一組輸出信息具有絕對信息功能,主要用于磁極位置的檢測。

三、光電編碼器的優(yōu)缺點(diǎn)

1、光電編碼器的優(yōu)點(diǎn)

(1)體積小,精密,本身分辨度可以很高,無接觸無磨損。

(2)既可檢測角度位移,又可在機(jī)械轉(zhuǎn)換裝置幫助下檢測直線位移。

(3)多圈光電絕對編碼器可以檢測相當(dāng)長量程的直線位移(如25位多圈)。

(4)壽命長,安裝方便,接口形式豐富,價(jià)格合理。

(5)技術(shù)成熟,已在國內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用。

2、光電編碼器的缺點(diǎn)

(1)在戶外及惡劣環(huán)境下使用需要較高的保護(hù)要求。

(2)量測直線位移需依賴機(jī)械裝置轉(zhuǎn)換,需消除機(jī)械間隙帶來的誤差。

(3)檢測軌道運(yùn)行物體難以克服滑差。

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