旋轉編碼器原理及其應用
旋轉編碼器通過(guò)內部?jì)蓚�(gè)光敏接受管轉化其角度碼盤(pán)的時(shí)序和相位關(guān)系，得到其角度碼盤(pán)角度位移量增加(正方向)或減少(負方向)。在接合數字電路特別是單片機后，增量式旋轉編碼器在角度測量和角速度測量較絕對式旋轉編碼器更具有廉價(jià)和簡(jiǎn)易的優(yōu)勢。下面是增量式旋轉編碼器的內部工作原理(附圖)
旋轉編碼器原理
A,B兩點(diǎn)對應兩個(gè)光敏接受管，A,B兩點(diǎn)間距為 S2 ,角度碼盤(pán)的光柵間距分別為S0和S1。
當角度碼盤(pán)以某個(gè)速度勻速轉動(dòng)時(shí)，那么可知輸出波形圖中的S0：S1：S2比值與實(shí)際圖的S0：S1：S2比值相同，同理角度碼盤(pán)以其他的速度勻速轉動(dòng)時(shí)，輸出波形圖中的S0：S1：S2比值與實(shí)際圖的S0：S1：S2比值仍相同。如果角度碼盤(pán)做變速運動(dòng)，把它看成為多個(gè)運動(dòng)周期(在下面定義)的組合，那么每個(gè)運動(dòng)周期中輸出波形圖中的S0：S1：S2比值與實(shí)際圖的S0：S1：S2比值仍相同。
通過(guò)輸出波形圖可知每個(gè)運動(dòng)周期的時(shí)序為
我們把當前的A,B輸出值保存起來(lái)，與下一個(gè)A,B輸出值做比較，就可以輕易的得出角度碼盤(pán)的運動(dòng)方向，
如果光柵格S0等于S1時(shí)，也就是S0和S1弧度夾角相同，且S2等于S0的1/2，那么可得到此次角度碼盤(pán)運動(dòng)位移角度為S0弧度夾角的1/2，除以所消毫的時(shí)間，就得到此次角度碼盤(pán)運動(dòng)位移角速度。
S0等于S1時(shí)，且S2等于S0的1/2時(shí)，1/4個(gè)運動(dòng)周期就可以得到運動(dòng)方向位和位移角度，如果S0不等于S1，S2不等于S0的1/2，那么要1個(gè)運動(dòng)周期才可以得到運動(dòng)方向位和位移角度了。
我們常用的鼠標也是這個(gè)原理哦。
旋轉編碼器的分類(lèi)
根據檢測原理，旋轉編碼器可分為光學(xué)式、磁式、感應式和電容式。根據其刻度方法及信號輸出形式，可分為增量式、絕對式以及混合式三種。
1.1增量式編碼器
增量式編碼器是直接利用光電轉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90?，從而可方便地判斷出旋轉方向，而Z相為每轉一個(gè)脈沖，用于基準點(diǎn)定位。它的優(yōu)點(diǎn)是原理構造簡(jiǎn)單，機械平均壽命可在幾萬(wàn)小時(shí)以上，抗干擾能力強，可靠性高，適合于長(cháng)距離傳輸。其缺點(diǎn)是無(wú)法輸出軸轉動(dòng)的絕對位置信息。
光電編碼器分類(lèi)和選擇
光電編碼器是利用光柵衍射原理實(shí)現位移—數字變換的，從50年代開(kāi)始應用于機床和計算儀器，因其結構簡(jiǎn)單、計量精度高、壽命長(cháng)等優(yōu)點(diǎn)，在國內外受到重視和推廣。近年來(lái)更取得長(cháng)足的發(fā)展，在精密定位、速度、長(cháng)度、加速度、振動(dòng)等方面得到廣泛的應用。
光電編碼器按編碼方式分為二類(lèi)：增量式與絕對式。
1、增量式編碼器特點(diǎn)：
增量式編碼器轉軸旋轉時(shí)，有相應的脈沖輸出，其計數起點(diǎn)任意設定，可實(shí)現多圈無(wú)限累加和測量。編碼器軸轉一圈會(huì )輸出固定的脈沖，脈沖數由編碼器光柵的線(xiàn)數決定。需要提高分辯率時(shí)，可利用 90 度相位差的 A、B 兩路信號進(jìn)行倍頻或更換高分辯率編碼器。
2、絕對式編碼器特點(diǎn)：
絕對式編碼器有與位置相對應的代瑪輸出，通常為二進(jìn)制碼或 BCD 碼。從代碼數大小的變化可以判別正反方向和位移所處的位置，絕對零位代碼還可以用于停電位置記憶。絕對式編碼器的測量范圍常規為 0—360 度。
旋轉編碼器的應用
速度計與長(cháng)度計一般采用增量式編碼器，以下就其參數范圍作簡(jiǎn)要的介紹，供選型參考。
(1)光柵線(xiàn)數：
(2)輸出方式：
常規有五種輸出方式：
集電極開(kāi)路輸出(通用型)
互補輸出
電壓輸出
長(cháng)線(xiàn)驅動(dòng)器輸出
UVW 輸出
(3)工作電壓：常規有以下幾種：
5V、12V、24V、5-24V(通用型)、5-30V
滬公網(wǎng)安備31010802001143號
