光电编码器BL
光电编码器原理结构图
光电编码器原理结构图增量式光电旋转编码器所谓编码器即是将某种物理量转换为数字格式的装置。
运动控制系统中的编码器的作用是将位置和角度等参数转换为数字量。
可采用电接触、磁效应、电容效应和光电转换等机理，形成各种类型的编码器。
运动控制系统中最常见的编码器是光电编码器。
光电编码器根据其用途的不同分为旋转光电编码器和直线光电编码器，分别用于测量旋转角度和直线尺寸。
光电编码器的关键部件是光电编码装置，在旋转光电编码器中是圆形的码盘(codewheel或codedisk)，而在直线光电编码器中则是直尺形的码尺(codestrip)。
码盘和码尺根据用途和成本的需要，可由金属、玻璃和聚合物等材料制作，其原理都是在运动过程中产生代表运动位置的数字化的光学信号。
图12.1可用于说明透射式旋转光电编码器的原理。
在与被测轴同心的码盘上刻制了按一定编码规则形成的遮光和透光部分的组合。
在码环的一边是发光二极管或白炽灯光源，另一边则是接收光线的光电器件。
码盘随着被测轴的转动使得透过码盘的光束产生间断，通过光电器件的接收和电子线路的处理，产生特定电信号的输出，再经过数字处理可计算出位置和速度信息。
上面所说的是透射式光电编码器的原理。
显然利用光反射原理也可制作光电编码器。
增量编码器的码盘如图12.2所示。
在现代高分辨率码盘上，透光和遮光部分都是很细的窄缝和线条，因此也被称为圆光栅。
相邻的窄缝之间的夹角称为栅距角，透光窄缝和遮光部分大约各占栅距角的1/2。
码盘的分辨率以每转计数(CPR-counts per revolution)表示，亦即码盘旋转一周在光电检测部分可产生的脉冲数。
例如某码盘的CPR为2048，则可以分辨的角度为10，311.8”。
在码盘上，往往还另外安排一个（或一组）特殊的窄缝，用于产生定位(index)或零位(zero)信号。
测量装置或运动控制系统可利用这个信号产生回零或复位操作。
从原理分析，光电器件输出的电信号应该是三角波。
光电编码器使用原理
光电编码器使用原理光电编码器，是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。
光电编码器每转输出600个脉冲，五线制。
其中两根为电源线，三根为脉冲线(A相、B相、Z)。
电源的工作电压为（+5～+24V）直流电源。
光电编码器是由光栅盘和光电检测装置组成。
光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个长方形孔。
由于光电码盘与电动机同轴，电动机旋转时，光栅盘与电动机同速旋转，经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号，其原理示意图如图1所示；通过计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机的转速。
此外，为判断旋转方向，码盘还可提供相位相差90º的两路脉冲信号。
工作原理:当光电编码器的轴转动时A、B两根线都产生脉冲输出,A、B两相脉冲相差90度相位角，由此可测出光电编码器转动方向与电机转速。
如果A相脉冲比B相脉冲超前则光电编码器为正转,否则为反转.Z线为零脉冲线,光电编码器每转一圈产生一个脉冲.主要用作计数。
A线用来测量脉冲个数,B线与A线配合可测量出转动方向.N为电机转速Δn=ND测-ND理例如:我们车的速度为1.5m/s,轮子的直径220mm，C=D*Pi，电机控制在21.7转/秒,根据伺服系统的指标, 设电机转速为1500转/分,故可求得当ND=21.7*60=130转/分时，光码盘每秒钟输出的脉冲数为：PD=130×600/60=1300个脉冲当测出的脉冲个数与计算出的标准值有偏差时,可根据电压与脉冲个数的对应关系计算出输出给伺服系统的增量电压△U，经过D/A转换，再计算出增量脉冲个数，等下减去。
当运行时间越长路线越长，离我们预制的路线偏离就多了。
这时系统起动位置环，通过不断测量光电编码器每秒钟输出的脉冲个数，并与标准值PD（理想值）进行比较，计算出增量△P并将之转换成对应的D/A输出数字量，通过控制器减少输个电机的脉冲个数，在原来输出电压的基础上减去增量，迫使电机转速降下来，当测出的△P近似为零时停止调节，这样可将电机转速始终控制在允许的范围内。
光电编码器原理与安装
光电编码器原理与安装光电编码器是一种常用于测量角度和位置的传感器设备。
它通过使用光电传感器和编码盘来监测物体的运动并转化为数字量，在自动化设备、机械加工、机器人等领域有着广泛的应用。
下面将介绍光电编码器的工作原理和安装方法。
光电编码器由一个光线发射器和一个光电传感器组成。
光线发射器通常发射一束红外光线，而光电传感器则用来接收光线并生成电信号。
编码盘是位于物体上的一个圆盘，上面有一系列的开关器件。
当物体运动时，编码盘上的开关器件会遮挡或透过光线，从而使得光电传感器接收到的光强发生变化。
1.增量式光电编码器：增量式光电编码器通过不断变化的光信号来测量运动轴的位置和速度。
它通常具有两个信号输出通道：一个是增量通道，用来测量速度，另一个是基准通道，用来确定位置。
2.绝对式光电编码器：绝对式光电编码器具有多个输出通道，可直接输出角度或位置信息。
它包含多个编码盘，每个编码盘上都有一个独立的编码器。
利用每个编码器的输出信号，可以直接确定物体的绝对角度或位置。
1.确定安装位置：根据实际需要确定光电编码器的安装位置。
通常情况下，光电编码器应尽量靠近被测物体，以减小误差。
2.安装固定支架：根据光电编码器的具体型号和要求，选择合适的固定支架，并将其固定在安装位置上。
确保固定支架稳固并与被测物体保持一定的距离。
3.安装光线发射器和光电传感器：将光线发射器和光电传感器固定在安装支架上。
通常情况下，光电传感器应与编码盘的光栅之间保持一定的距离，以确保准确测量。
4.安装编码盘：将编码盘安装在被测物体上，并与光电传感器对应位置对准。
注意安装时要保持编码盘与光电传感器之间的间隙适当。
5.连接电源和信号线：根据光电编码器的具体要求，将其连接到适当的电源和接收设备上。
确保电源和信号线连接正确，并进行必要的防护措施。
6.测试和校准：在安装完成后，进行必要的测试和校准。
检查光电编码器是否正常工作，并确认测量结果准确可靠。
总结：光电编码器是一种常用的测量角度和位置的传感器设备。
光电编码器原理及应用
光电编码器原理及应用原理：光电编码器主要由光源、光栅、光传感器和信号处理电路组成。
光源发出光线照射到旋转的光栅上，光栅上通常刻有定量的光栅线或具有特定图形。
当光栅转动时，光线被光栅反射或透射，然后通过光传感器接收。
光传感器将接收到的光信号转换为电信号，发送给信号处理电路。
信号处理电路对接收到的电信号进行处理，最终得到输出的旋转或线性运动量。
应用：1.机床工业：光电编码器可用于机械加工设备、数控机床和机器人等，用于测量机器零件的位置和速度。
这对于准确控制和监测机器的运动非常关键。
2.包装和印刷行业：在包装和印刷机械中，光电编码器可用于测量印刷轮的位置和速度，以实现准确的图案对位和印刷控制。
3.电梯和自动门行业：在电梯和自动门等应用中，光电编码器可用于测量电梯或自动门的位置和速度，以确保平稳和准确的运行。
4.电子设备：光电编码器可以在光驱、扫描仪、打印机等电子设备中使用，用于读取和识别光盘或纸张上的信息。
5.机器人技术：光电编码器的高精度和快速响应使其成为机器人技术中不可或缺的部分。
它可以用于测量机器人的关节角度和末端执行器的位置。
6.仪器仪表：光电编码器可以在测量仪器和精密仪器中使用，用于测量物体的位置、角度和运动速度。
优点:1.高精度：光栅的刻线间距可以非常小，因此光电编码器的分辨率非常高，能够实现准确的位置和速度测量。
2.高速响应：光电编码器可以快速响应机械运动的变化，能够实时提供准确的测量结果。
3.可靠性：光电编码器采用无接触式测量原理，不易受到机械磨损或污染的影响，具有长寿命和高可靠性。
总结：光电编码器是一种测量机械运动的装置，通过使用光线和光传感器将机械运动转换为电信号，实现对位置和速度的精确测量。
光电编码器在机床工业、包装和印刷行业、电梯和自动门行业、电子设备、机器人技术和仪器仪表等领域有广泛的应用。
它具有高精度、高速响应和可靠性的优点，成为许多应用领域的首选测量装置。
光电编码器的工作原理剖析
光电编码器的工作原理剖析光源通常是一种发光二极管（LED），它会发出一个光束。
这个光束会经过一个光隔离装置，以确保光源的输出稳定并没有被外界的光线影响。
光电元件是光电编码器的核心部分，它通常由一个光敏二极管或光敏电阻组成。
光栅通常是一个条状的透明介质，上面由一系列周期性排列的透明和不透明的条纹组成。
当物体运动时，光斑会通过光栅，被分成等距离的光斑和暗斑。
当光斑经过光栅时，它会照射到光电元件上。
光电元件会将光信号转换成电信号，并且这个信号的频率和光栅的速度有关。
根据光栅上光斑和暗斑的周期性变化，光电元件能够测量物体的位置和速度。
在测量位置时，光电编码器会将光栅上的每个光斑和暗斑都对应一个特定的电信号。
根据光电编码器的分辨率，可以将物体的位置划分成非常小的间隔。
当物体移动时，光电编码器会持续地测量和更新位置信息。
在测量速度时，光电编码器会根据光栅上光斑和暗斑的变化频率来计算物体的速度。
随着物体的移动，光斑和暗斑的变化速度也会随之变化。
为了提高测量的精度和稳定性，光电编码器通常配备缓冲电路和信号处理器。
缓冲电路可强化电信号并消除干扰。
信号处理器可以将电信号转换成数字信号，并根据需要进行滤波、放大或线性化等处理。
光电编码器的工作原理使其在许多领域得到广泛应用。
比如，工业机械领域中，光电编码器常用于测量机械零件的位置和速度，以确保机械运行的准确性。
在机器人和自动化控制系统中，光电编码器可用于反馈位置信息，以实现精确定位和控制。
在医疗设备中，光电编码器可用于测量患者身体部位的位置和运动，并帮助医生进行诊断和治疗。
总之，光电编码器通过使用光源、光电元件和光栅等组件，可以将物体的位置和速度转换成电信号。
它的工作原理基于通过光栅上光斑和暗斑的变化来测量物体的位置和速度。
光电编码器在测量和控制领域具有广泛的应用价值。
光电编码器原理及应用
光电编码器原理及应用光电编码器是一种将机械运动转换为数字信号的装置。
它由光源、光栅、光电传感器和信号处理电路组成。
光源发出光线经过光栅产生不均匀间隔的光斑；光电传感器感受到光栅反射的光斑，并转换为光电信号；信号处理电路则将光电信号转换为数字信号输出。
光电编码器的工作原理是通过测量光栅上光斑的移动来计算机械运动的位移。
当机械部件运动时，光斑也会相应地移动。
光电传感器感知到不同位置的光斑，并产生相应的光电信号。
信号处理电路会将光电信号转换为数字信号，以便计算机进行处理和分析。
根据光电编码器的设计，可以实现高精度的位置测量，而且由于采用了光电传感器，不会受到摩擦和磨损的影响，提高了测量的精度和可靠性。
1.位置测量：光电编码器可以精确测量机械部件的位置，并将位置信息反馈给控制系统。
例如，在工业机械中，可以使用光电编码器测量转动轴的角度或线性导轨的位置。
这可以实现精确的定位和控制。
2.运动控制：光电编码器可以用于测量机械部件的速度和加速度，并实现闭环控制。
通过实时监测位置、速度和加速度等参数，控制系统可以对运动进行精确的调整和控制，以满足特定的运动要求。
3.位置反馈：光电编码器可以用作位置反馈装置，使控制系统能够知道机械部件的准确位置。
通过与期望位置进行比较，控制系统可以及时调整和纠正位置偏差。
4.角度测量：光电编码器可以用于测量旋转轴的角度。
在机械加工、自动化控制和机器人等领域，光电编码器广泛应用于角度测量和定位。
5.自动校正：光电编码器还可以用于自动校正机械设备的位置或角度。
通过比较期望值和测量值，控制系统可以自动调整和校正机械设备，以保持其准确性和稳定性。
总之，光电编码器是一种重要的测量和控制装置，广泛应用于各种机械设备和工业自动化系统中。
它能够提供精确的位置测量和运动控制，为机械运动的精确性、稳定性和可靠性提供了重要支持。
随着科技的发展和创新，光电编码器的应用领域将会更加广阔，有望实现更高的测量精度和控制效果。
光电编码器工作原理
光电编码器工作原理
光电编码器是一种用于测量物体位置和运动的设备。
它通过光电检测和编码技术来实现对物体位置的精确测量。
光电编码器由两部分组成：光源和光电检测器。
光源通常是一颗发光二极管（LED），它会发射出一束光束。
光束经过一个光栅或光轮，形成由透光区域和不透光区域交替排列的编码器图案。
当物体移动时，光栅或光轮会随之旋转或震动，光束通过光栅或光轮时会被阻挡或透过。
光电检测器会接收到透光和不透光的信号，并将其转化成数字脉冲信号。
编码器图案的设计是非常关键的。
常见的编码器图案有灰度编码、二进制编码和格雷码。
灰度编码是使用不同数量的光线强度来表示位置信息，二进制编码是使用0和1的组合来表示位置信息，而格雷码则是使用只有一个比特位发生变化的方式来表示位置信息。
不同的编码器图案有不同的优势，可以根据具体需求来选择。
通过对接收到的数字脉冲信号进行计数和解码，光电编码器可以准确地确定物体的位置和运动方向。
由于光电编码器的高精度和高分辨率，它常被应用于机械工程、自动化控制和数码产品等领域中。
总的来说，光电编码器利用光电检测和编码技术来实现对物体位置和运动的测量。
它的工作原理是通过光源和光电检测器来
探测并解码物体经过时产生的光信号。
这些信号经过计数和解码后，可以得到精确的位置和运动信息。
光电编码器介绍 1光电编码器原理 光电编码器,是一种通过光电转换将
光电编码器介绍1.光电编码器原理光电编码器，是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。
这是目前应用最多的传感器，光电编码器是由光栅盘和光电检测装置组成。
光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个长方形孔。
由于光电码盘与电动机同轴，电动机旋转时，光栅盘与电动机同速旋转，经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号，其原理示意图如图1所示；通过计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机的转速。
此外，为判断旋转方向，码盘还可提供相位相差90旱牧铰仿龀逍藕拧根据检测原理，编码器可分为光学式、磁式、感应式和电容式。
根据其刻度方法及信号输出形式，可分为增量式、绝对式以及混合式三种。
1.1增量式编码器增量式编码器是直接利用光电转换原理输出三组方波脉冲A、B和Z相；A、B两组脉冲相位差90海佣煞奖愕嘏卸铣鲂较颍鳽相为每转一个脉冲，用于基准点定位。
它的优点是原理构造简单，机械平均寿命可在几万小时以上，抗干扰能力强，可靠性高，适合于长距离传输。
其缺点是无法输出轴转动的绝对位置信息。
1.2绝对式编码器绝对编码器是直接输出数字量的传感器，在它的圆形码盘上沿径向有若干同心码道，每条道上由透光和不透光的扇形区相间组成，相邻码道的扇区数目是双倍关系，码盘上的码道数就是它的二进制数码的位数，在码盘的一侧是光源，另一侧对应每一码道有一光敏元件；当码盘处于不同位置时，各光敏元件根据受光照与否转换出相应的电平信号，形成二进制数。
这种编码器的特点是不要计数器，在转轴的任意位置都可读出一个固定的与位置相对应的数字码。
显然，码道越多，分辨率就越高，对于一个具有 N位二进制分辨率的编码器，其码盘必须有N条码道。
目前国内已有16位的绝对编码器产品。
绝对式编码器是利用自然二进制或循环二进制（葛莱码）方式进行光电转换的。
绝对式编码器与增量式编码器不同之处在于圆盘上透光、不透光的线条图形，绝对编码器可有若干编码，根据读出码盘上的编码，检测绝对位置。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
格雷码
二进制码
编码器分类
增量式编码器
数字编码器 绝对值编码器
混合式编码器
旋转编码器： 通过测量被测物体的旋转角度并将
测量到的旋转角度转化为脉冲电信号 输出
直尺编码器： 通过测量被测物体的直线行程长度
并将测量到的行程长度转化为脉冲电 信号输出
绝对式旋转编码器
• 用光信号扫描分度盘（分度盘与传动 轴相联）上的格雷码刻度盘以确定被 测物的绝对位置值，然后将检测到的 格雷码数据转换为电信号以脉冲的形 式输出测量的位移量
螺距 螺母
N=10圈
丝杠
x=？
在增量式测量中，
增量式和 绝对式测量
移动部件每移动一个基
本长度单位，位置传感 增量式测量得到的脉冲波形
器便发出一个测量信号，
此信号通常是脉冲形式。
这样，一个脉冲所代表
的基本长度单位就是分
辨力，对脉冲计数，便
可得到位移量。
绝对式测量的特点是：
每一被测点都有一个对应的编码，常以二进制数据形式 来表示。绝对式测量即使断电之后再重新上电，也能读出当前 位置的数据。典型的绝对式位置传感器有绝对式角编码器。
编码器安装方式
编码器在扩展轴上
绝对编码器
通用编码器安装在扩展轴上
编码器在实体轴上
分解器
临近传感器
第六章 数字式传感器
数字式传感器具有以下优点： *精确度和分辨力高； *抗干扰能力强，便于远距离传输； *信号易于处理和存储； *可以减少读数误差。
一、光电编码器的工作原理
光电编码器，是一种通过光电转换将输出轴上的机 械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。光电编 码器是由光栅盘和光电检测装置组成。光栅盘是在一 定直径的圆板上等分地开通若干个长方形孔。由于光 电码盘与电动机同轴，电动机旋转时，光栅盘与电动 机同速旋转，经发光二极管等电子元件组成的检测装 置检测，并输出若干脉冲信号，其原理示意图如下：
- 断电后丢失位置信号 - 技术专有，兼容性较差
混合式旋转编码器
• 用光信号扫描分度盘（分度盘与转动 轴相联），通过检测、统计光信号的 通断数量来计算旋转角度
• 同时输出绝对旋转角度编码与相对旋 转角度编码
混合式旋转编码器的特点：
• 具备绝对编码器的旋转角度编码的唯 一性与增量编码器的应用灵活性
BH
光栅的刻线宽度W 莫尔条纹的宽度BH
莫尔条纹光学放大作用举例
有一直线光栅，每毫米刻线数为50，主光栅与
指示光栅的夹角 =1.8，则： 分辨力 =栅距W =1mm/50=0.02mm=20m
（由于栅距很小，因此无法观察光强的变化） 莫尔条纹的宽度是栅距的32倍： BH ≈W/θ = 0.02mm/（1.8 *3.14/180 ）
• 莫尔条纹的重要特性
– 运动对应关系
• 莫尔条纹近似与刻线垂直，当夹角θ固定后，两光栅 相对左右移动一个栅距W时，莫尔条纹上下或下上移 动一个节距B，因此，可以通过检测莫尔条纹的移动 条数和方向来判断两光栅相对位移的大小和方向。
– 位移放大关系
– 误差平均效应
• 莫尔条纹是由光栅的大量刻线共同形成，对光栅的刻 线误差有平均作用。
– 光强近似于正弦变化
莫尔条纹的位移放大作用
在透射式直线光栅中，把主光栅与指示光栅的刻线面相对叠 合在一起，中间留有很小的间隙，并使两者的栅线保持很小的夹 角θ。在两光栅的刻线重合处，光从缝隙透过，形成亮带；在两 光栅刻线的错开处，由于相互挡光作用而形成暗带。
BH≈W/θ ， （θ为主光栅和
指示光栅刻线的 夹角，弧度）
数字编码, 根据旋转角度输出脉冲信号 根据旋转脉冲数量可以转换为速度
- 旋转一周对应的脉冲数 (256, 512, 1024, 2048) - 输出信号类型 (TTL, HTL, push-pull mode) - 电压类型 (5V, 24V) - 最大分辨速度
- 分辨能力强 - 测量范围大 (100-10.000 inc./rotational motion) - 适应大多数情况
增量式光电编码器的分辨力及分辨率
增量式光电编码器的测量精度取决于它
所能分辨的最小角度，而这与码盘圆周上的
狭缝条纹数n 有关，即最小能分辨的角度及
分辨率为：
360
0
n
分辨率＝1 n
四、绝对式编码器
10码道光电绝对式码盘
绝对式编码器按照 角度直接进行编码， 可直接把被测转角用 数字代码表示出来。 根据内部结构和检测 方式有接触式、光电 式等形式。
格雷码的绝对编码器的分度盘
代码盘用格雷码编码
绝对式旋转编码器的特点：
• 在一个检测周期内对不同的角度有不 同的格雷码编码，因此编码器输出的 位置数据是唯一的
• 因使用机械连接的方式，在掉电时编 码器的位置不会改变，上电后立即可 以取得当前位置数据
• 检测到的数据为格雷码，因此不存在 模拟量信号的检测误差
光源
透镜
码盘
透镜
光敏元件
放大整形 脉冲输出
转轴
通过计算每秒光电编码器输出脉冲的个
数就能反映当前电动机的转速。此外为判断
旋转方向，码盘可以提供相位相差900的两路
脉冲信号。
光源
透镜
码盘
透镜
光敏元件
放大整形 脉冲输出
转轴
编码器包括码盘和码尺。码盘用于测量 角度。码尺用于测量长度，测量长度的实际 应用比较少。所以在这里只讨论码盘。
指示光栅一般比主光栅短得多，通常刻有与 主光栅同样密度的 线纹。
光源一般用钨丝灯泡。 光电元件包括光电池
和光敏三极管等部分。
光栅的外形及结构
尺身 尺身安装孔 防尘保护罩的内部为长磁栅
反射式扫描头 （与移动部件固定） 扫描头安装孔
可移动电缆
光栅的外形及结构（续）
可移动电缆 扫描头（与移动部件固定） 光栅尺
刻线密度： •（ 10，25，50，100线）/mm1000线/mm
a：刻线宽度 b:刻线见的缝隙宽度 W：栅距，光栅常数
W
a
b
透射光栅是在一块长方形的光学玻璃上均匀 地刻上许多条纹，形成规则排列的明暗线条。
图6－10中a为刻线宽度，b为刻线间的缝隙宽 度，a+b=w称为光栅的栅距（或光栅常数）
特点: 选型: 优点: 缺点:
绝对式编码器综述
数字编码, 根据旋转角度输出脉冲信号 根据输出的脉冲信号可以转化为速度.
- 单编码盘 / 多编码盘 (测量一个或二个旋转变量) - 代码 (格雷码, BCD码, 二进制码) - 信号传输方式 (并口, 串口) - 分辨率 - 最大旋转速度
- 结构简单 - 角行程编码 (通过旋转轴获得) - 线性编码 (激光远距离测量) - 掉电不影响编码数据的获得 - 最大24位编码
= 0.02mm/0.0314 = 0.637mm 由于较大，因此可以 “观察”莫尔条纹光强的变化。
一、直接测量和间接测量
位置传感器有直线式和旋转式两大类。若位置 传感器所测量的对象就是被测量本身，即用直线式 传感器测直线位移，用旋转式传感器测角位移，则 该测量方式为直接测量。例如直接用于直线位移测 量的直线光栅和长磁栅等；直接用于角度测量的角 编码器、圆光栅、圆磁栅等。
- 比较贵
增量式旋转编码器
• 用光信号扫描分度盘（分度盘与转动 轴相联），通过检测、统计信号的通 断数量来计算旋转角度
用TTL 与 HTL 信号的 增量编码器
TTL 信号有零点与取消信号 HTL 信号只有零点没有取消信号
用正弦或余弦信号分辨的 增量编码器
用正弦或余弦信号表示零点与角度
增量式旋转编码器的特点：
若旋转式位置传感器测量的回转运动只是中间 值，再由它推算出与之关联的移动部件的直线位移， 则该测量方式为间接测量。
1.直接测量
直接测 量的误差较 小。
图为利 用光栅传感 器测量数控 机床工作台 位移量的现 场照片。
工作台 工作台运动方向
光栅
2.间接测量
工作台 丝杠 进给电机
x
θ
编码器
在间接测量 中，多使用旋转式 位置传感器。测量 到的回转运动参数 仅仅是中间值，但 可由这中间值再推 算出与之关联的移 动部件的直线位移 间接测量须使用丝 杠-螺母、 转轴 LED 光栏板及辨向用的A、B狭缝
AB
A
C
B
C
光敏元件
盘码及 狭缝
零位标志
增量式编码器 10码道光电绝对式码盘
它的优点是原理 构造简单，机械平均 寿命可在几万小时以 上，抗干扰能力强， 可靠性高，适合于长 距离传输。其缺点是 无法输出轴转动的绝 对位置信息。
增量式码盘
零位标志
绝对式码盘与增量 式码盘有何区别
位置唯一 绝对
脉冲数
增量
零位标志
绝对式接触式编码器演示
4个电刷
4位二进制 码盘
+5V输入 公共码道
最小分辨角度为 α=360°/2n
光电编码器是一种角度（角速度）检测 装置，它将输入给轴的角度量，利用光 电转换原理，转换成相应的电脉冲或数 字量，具有体积小，精度高，工作可靠, 接口数字化等优点。它广泛应用于数控 机床、回转台、伺服传动、机器人、雷 达、军事目标测定等需要检测角度的装 置和设备中。
透射式直光栅
反射式光栅
透射式圆光栅 固定
二、莫尔条纹形成的原理及特点 莫尔条纹演示
• 两光栅平行-----竖条纹
– 标尺光栅移动一个W，光电管接受光线亮暗一次 – 缺点：无法辨向
• 两光栅成微小角度θ-----横条纹 （莫尔条纹）
– 形成黑白相间的条纹 – 光栅左右移动，条纹上下移动-----可辨向 – 每移动一个栅距W，条纹移动一个间距BH
传动机构 齿距