光電編碼器可分為增量式和絕對(duì)式兩種
更新時(shí)間：2025-07-24 點(diǎn)擊次數(shù)：16次
光電編碼器主要由光源、編碼盤、光電探測(cè)器和信號(hào)處理電路等部分組成，其工作原理基于光電轉(zhuǎn)換和編碼解碼技術(shù)。
(一)光源與編碼盤
光源通常采用發(fā)光二極管(LED)，它能夠發(fā)出穩(wěn)定的光線。編碼盤是光電編碼器的核心部件，根據(jù)其結(jié)構(gòu)和工作方式的不同，可分為增量式編碼盤和絕對(duì)式編碼盤。
增量式編碼盤：在編碼盤上均勻分布著一定數(shù)量的透光和不透光的扇形區(qū)域，這些扇形區(qū)域形成了一個(gè)周期性的編碼圖案。當(dāng)編碼盤旋轉(zhuǎn)時(shí)，透光和不透光區(qū)域會(huì)交替遮擋光源發(fā)出的光線。
絕對(duì)式編碼盤：絕對(duì)式編碼盤采用特殊的編碼方式，如二進(jìn)制編碼、格雷碼等。在編碼盤上，每個(gè)位置都有編碼圖案，這些圖案由透光和不透光的區(qū)域組成，對(duì)應(yīng)著不同的角度或位置信息。
(二)光電探測(cè)器
光電探測(cè)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(chǎn)生的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。當(dāng)光線照射到光電探測(cè)器上時(shí)，會(huì)產(chǎn)生光電流，光電流的大小與光照強(qiáng)度成正比。由于編碼盤上的透光和不透光區(qū)域交替出現(xiàn)，光電探測(cè)器輸出的電信號(hào)也會(huì)相應(yīng)地發(fā)生變化，形成脈沖信號(hào)或數(shù)字信號(hào)。
(三)信號(hào)處理電路
信號(hào)處理電路對(duì)光電探測(cè)器輸出的電信號(hào)進(jìn)行放大、整形和濾波等處理，以提高信號(hào)的質(zhì)量和穩(wěn)定性。對(duì)于增量式編碼器，信號(hào)處理電路會(huì)將光電探測(cè)器輸出的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，從而得到編碼盤的旋轉(zhuǎn)角度或位移信息；同時(shí)，還可以通過判斷脈沖的相位關(guān)系來確定編碼盤的旋轉(zhuǎn)方向。對(duì)于絕對(duì)式編碼器，信號(hào)處理電路會(huì)對(duì)光電探測(cè)器輸出的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行解碼，直接得到編碼盤的絕對(duì)位置信息。
光電編碼器的類型：
增量式通過輸出脈沖信號(hào)來表示編碼盤的旋轉(zhuǎn)角度變化。它只能提供相對(duì)的位置信息，即從某個(gè)參考點(diǎn)開始的角度變化量，而不能直接給出絕對(duì)的位置值。增量式具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、精度較高、響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于對(duì)位置精度要求不是特別高，但需要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)速度和方向變化的場(chǎng)合，如電機(jī)速度控制、數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)等。
絕對(duì)式能夠直接輸出編碼盤的絕對(duì)位置信息，不需要參考點(diǎn)和計(jì)數(shù)過程，即使在斷電后重新上電，也能立即準(zhǔn)確地知道當(dāng)前的位置。具有測(cè)量精度高、抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，但結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，成本較高，主要用于對(duì)位置精度要求高、需要實(shí)時(shí)獲取絕對(duì)位置信息的場(chǎng)合，如機(jī)器人關(guān)節(jié)控制、航空航天設(shè)備的姿態(tài)測(cè)量等。
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