光電編碼器可分為增量式和絕對式兩種
更新時間:2025-07-24 點擊次數:15次
光電編碼器主要由光源、編碼盤、光電探測器和信號處理電路等部分組成,其工作原理基于光電轉換和編碼解碼技術。
(一)光源與編碼盤
光源通常采用發光二極管(LED),它能夠發出穩定的光線。編碼盤是光電編碼器的核心部件,根據其結構和工作方式的不同,可分為增量式編碼盤和絕對式編碼盤。
增量式編碼盤:在編碼盤上均勻分布著一定數量的透光和不透光的扇形區域,這些扇形區域形成了一個周期性的編碼圖案。當編碼盤旋轉時,透光和不透光區域會交替遮擋光源發出的光線。
絕對式編碼盤:絕對式編碼盤采用特殊的編碼方式,如二進制編碼、格雷碼等。在編碼盤上,每個位置都有編碼圖案,這些圖案由透光和不透光的區域組成,對應著不同的角度或位置信息。
(二)光電探測器
光電探測器一般采用光電二極管或光電三極管,它的作用是將編碼盤遮擋光線后產生的光信號轉換為電信號。當光線照射到光電探測器上時,會產生光電流,光電流的大小與光照強度成正比。由于編碼盤上的透光和不透光區域交替出現,光電探測器輸出的電信號也會相應地發生變化,形成脈沖信號或數字信號。
(三)信號處理電路
信號處理電路對光電探測器輸出的電信號進行放大、整形和濾波等處理,以提高信號的質量和穩定性。對于增量式編碼器,信號處理電路會將光電探測器輸出的脈沖信號進行計數,從而得到編碼盤的旋轉角度或位移信息;同時,還可以通過判斷脈沖的相位關系來確定編碼盤的旋轉方向。對于絕對式編碼器,信號處理電路會對光電探測器輸出的數字信號進行解碼,直接得到編碼盤的絕對位置信息。
光電編碼器的類型:
增量式通過輸出脈沖信號來表示編碼盤的旋轉角度變化。它只能提供相對的位置信息,即從某個參考點開始的角度變化量,而不能直接給出絕對的位置值。增量式具有結構簡單、成本低、精度較高、響應速度快等優點,廣泛應用于對位置精度要求不是特別高,但需要實時監測速度和方向變化的場合,如電機速度控制、數控機床的進給系統等。
絕對式能夠直接輸出編碼盤的絕對位置信息,不需要參考點和計數過程,即使在斷電后重新上電,也能立即準確地知道當前的位置。具有測量精度高、抗干擾能力強、可靠性高等優點,但結構相對復雜,成本較高,主要用于對位置精度要求高、需要實時獲取絕對位置信息的場合,如機器人關節控制、航空航天設備的姿態測量等。