光電編碼器原理及應(yīng)用電路

1.光電編碼器原理

     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)字量的傳感器。這是目前應(yīng)用最多的傳 感器，光電編碼器是由光柵盤和光電檢測(cè)裝置組成。光柵盤是在一定直徑的圓板上等分地開通若干個(gè)長(zhǎng)方形孔。由于光電碼盤與電動(dòng)機(jī)同軸，電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，光柵盤 與電動(dòng)機(jī)同速旋轉(zhuǎn)，經(jīng)發(fā)光二極管等電子元件組成的檢測(cè)裝置檢測(cè)輸出若干脈沖信號(hào)，其原理示意圖如圖1所示；通過計(jì)算每秒光電編碼器輸出脈沖的個(gè)數(shù)就能反映 當(dāng)前電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。此外，為判斷旋轉(zhuǎn)方向，碼盤還可提供相位相差90度的脈沖信號(hào)。

根據(jù)檢測(cè)原理，編碼器可分為光學(xué)式、磁式、感應(yīng)式和電容式。根據(jù)其刻度方法及信號(hào)輸出形式，可分為增量式、絕對(duì)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(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90度的脈沖信號(hào)，Z相為每轉(zhuǎn)一個(gè)脈沖，用于基準(zhǔn)點(diǎn)定位。 它的優(yōu)點(diǎn)是原理構(gòu)造簡(jiǎn)單，機(jī)械平均壽命可在幾萬(wàn)小時(shí)以上，抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高，適合于長(zhǎng)距離傳輸。其缺點(diǎn)是無法輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)的絕對(duì)位置信息。

1.2絕對(duì)式編碼器

      絕對(duì)編碼器是直接輸出數(shù)字量的傳感器，在它的圓形碼盤上沿徑向有若干同心碼道，每條道上由透光和不透光的扇形區(qū)相間組成，相鄰碼道的扇區(qū)數(shù)目是雙倍關(guān)系，碼 盤上的碼道數(shù)就是它的二進(jìn)制數(shù)碼的位數(shù)，在碼盤的一側(cè)是光源，另一側(cè)對(duì)應(yīng)每一碼道有一光敏元件；當(dāng)碼盤處于不同位置時(shí)，各光敏元件根據(jù)受光照與否轉(zhuǎn)換出相 應(yīng)的電平信號(hào)，形成二進(jìn)制數(shù)。這種編碼器的特點(diǎn)是不要計(jì)數(shù)器，在轉(zhuǎn)軸的任意位置都可讀出一個(gè)固定的與位置相對(duì)應(yīng)的數(shù)字碼。顯然，碼道越多，分辨率就越高， 對(duì)于一個(gè)具有N位二進(jìn)制分辨率的編碼器，其碼盤必須有N條碼道。目前國(guó)內(nèi)已有16位的絕對(duì)編碼器產(chǎn)品。

     絕對(duì)式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。絕對(duì)式編碼器與增量式編碼器不同之處在于圓盤上透光、不透光的線條圖形，絕對(duì)編碼器可有若干編碼，根據(jù)讀出碼盤上的編碼， 檢測(cè)絕對(duì)位置。編碼的設(shè)計(jì)可采用二進(jìn)制碼、循環(huán)碼、二進(jìn)制補(bǔ)碼等。它的特點(diǎn)是：

1.2.1可以直接讀出角度坐標(biāo)的絕對(duì)值；

1.2.2沒有累積誤差；

1.2.3電源切除后位置信息不會(huì)丟失。但是分辨率是由二進(jìn)制的位數(shù)來決定的，也就是說精度取決于位數(shù)，目前有10位、14位等多種。

1.3混合式絕對(duì)值編碼器

混合式絕對(duì)值編碼器，它輸出兩組信息：一組信息用于檢測(cè)磁極位置，帶有絕對(duì)信息功能；另一組則*同增量式編碼器的輸出信息。

    光電編碼器是一種角度（角速度）檢測(cè)裝置，它將輸入給軸的角度量，利用光電轉(zhuǎn)換原理轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電脈沖或數(shù)字量，具有體積小，精度高，工作可靠,接口數(shù)字化等優(yōu)點(diǎn)。它廣泛應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床、回轉(zhuǎn)臺(tái)、伺服傳動(dòng)、機(jī)器人、雷達(dá)、軍事目標(biāo)測(cè)定等需要檢測(cè)角度的裝置和設(shè)備中。

倍加福編碼器常用型號(hào)：

倍加福編碼器ENI58IL-S10CA5-1024UD1-RC1

倍加福編碼器PVM58N-032AGR0BN-1213

倍加福編碼器RHI90N-0HAAA61N-01024

倍加福編碼器RHI58N-0AAK1R6XN-01000

倍加福編碼器RVI50N-09BK0A3TN-00090        

倍加福編碼器10-35633_A-1200

倍加福編碼器RVI58N-032AAR66N-2500

倍加福編碼器10-11631_R-2500

倍加福編碼器RSI58N-02AAAR66N-05000

倍加福編碼器ENA58IL-R10DA5-1516B16-AC2

倍加福編碼器RHI90N-0HAK1R61N-01000

倍加福編碼器RHI90N-0NAK1R66N-01024

倍加福編碼器RHI58N-0AAK1R66N-05000

倍加福編碼器121608   PVI58N-011K1R61N-01024

倍加福編碼器ENA58IL-R12DA5-0013B17-RH2

倍加福編碼器PVS58N-022AGR0BN-0013

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倍加福編碼器10-11631IA-1024

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倍加福編碼器RVI50N-09BK0A3TN-00060        

倍加福編碼器PVM58N-011AGROBN-1213

倍加福編碼器RVI50N-09BK0A3TN-02500        

倍加福編碼器AVS58N-032K1RHGN-0016

倍加福編碼器SJ30-A2DC24V200MA

倍加福編碼器ASM58N-F2AK1RKBN-1212

倍加福編碼器10-11331 A-600

倍加福編碼器AVS58N-011AARHGN-0012

倍加福編碼器ENI58IL-H10BA5-0360UD1-RC1

倍加福編碼器ENA58IL-R10DA7-0013B17-ABP

倍加福編碼器FVM58N-032K2R3GN-1213

倍加福編碼器RVI50P-09BALA3TN-00100        

倍加福編碼器RVI50P-09BAAA3TN-00100