编码器原理结构图
第4章RFID系统的构成及工作原理ppt课件
（a）修正密勒码编码器原理框图
a b c d e Z Z X X Y X Y Z Y 0 0 1 1 0 1 0 0
Hale Waihona Puke 21（b）波形图示例三、RFID编码、调制与数据校验
修正密勒码解码
修正密勒码 输入 解码开始 使能
脉冲形成
时钟电路
数据 CLK
内部数据 产生
数据寄存
解码 输出
CLK（13.56MHz） 解码结束
图4-8射频识别系统的基本通信结构框图
三、RFID编码、调制与数据校验
2）、 RFID调制
脉冲调制是指将数据的 NRZ码变换为更高频率的脉冲串，该脉冲串的脉 冲波形参数受NRZ码的值0和1调制。主要的调制方式为频移键控FSK和相 移键控PSK。 （1）FSK调制 FSK是指对已调脉冲波形的频率进行控制，FSK调制方式用于频率 低于135kHz(射频载波频率为125kHz)的情况，图4-12所示为FSK方式一 例，数据传输速率为fc/40,fc为射频载波频率。FSK调制时对应数据1的 脉冲频率f1=fc/5,对应数据0的脉冲频率f0=fc/8。
若从功能实现的角度观察，可将RFID系统分成边沿系统和软件系统两 大部分，如图4-3示。这种观点同现代信息技术观点相吻合。边沿系统主 要是完成信息感知，属于硬件组件部分；软件系统完成信息的处理和应用； 通信设施负责整个RFID系统的信息传递。
光电检测技术及应用讲作徐熙平201007
激光驱动
激光扫描发射系统
基准
激光扫描接收系统
光电变换
扫描驱动
分度执行机构
工件 进给执行机构
激光控制
扫描控制
信号采集与数据处理
89C51
串行通信接口
主控制器
进给驱动
回转驱动
伺服控制器
线位移控制
角位移控制
计算机 显示器
键盘
激光圆度测量系统总体结构
扫描转镜 发射光学系统
刀口基准
h
H
激光器
工件
Ri Hhi i 1 ,2 ,3 , ,m
在相机安装架上集成激光测距点 稳定的系统标定 减少系统标定的频率 具有更高的精度
24
二、光电尺寸检测现状
扫描大型零件
25
二、光电尺寸检测现状
扫描复杂零件
26
二、光电尺寸检测现状
石膏模型
原件 - 2005
扫描模型
差别显示 石膏 1911 / 原型 2005
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绝对激光跟踪仪
二、光电尺寸检测现状
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四、综合检测方面的应用
综合检测系统
自动测量控制系统
工件
激光扫 描发射器
测量工作台
光栅 位移 检测 系统
光栅位移传感器
计
步
闭环
算
进
伺服
机
电
控制
系
精密机械系统
机
系统
统
激光扫 描接收器
激光 扫描 检测 系统
二维光电综合测量机总体结构图
42
四、综合检测方面的应用
原理框图
探头结构 实 物 图 片
管道内部疵病检测系统
三坐标测量机
龙门式测量机
编码器工作原理
1. 旋转编码器是用来测量转速的装置。
它分为单路输出和双路输出 两种。
技术参数主要有每转脉冲数（几十个到几千个都有） ，和供电 电压等。
单路输出是指旋转编码器的输出是一组脉冲， 而双路输出的 旋转编码器输出两组相位差 90 度的脉冲，通过这两组脉冲不仅可以 测量转速，还可以判断旋转的方向。
旋转编码器是用来控制机构在不同状态下执行不同指令的装置。
旋转编码器的工作角度不大于 360°，在工作角度内，不同位置其 Pin 脚的通断状况会有所不同，而对应的各位置的通断状况不会有变化。
比如，在20°时Pin 脚状况是通、通、断，180°时是通、断、通，290° 时是断、通、断，当旋转编码器返回到 290°时，其 Pin 脚的通断状况 仍然是断、通、断，返回到 180°时仍是通、断、通， 20°时仍是通、通、断。
就是利用这种特性来实现控制机构在不同状态下执行不同指编码器最常用的有增量式和绝对式的，多靠光电原理检测。
增量式的编码器断电后参考点消失， 绝对值型的断电能够保持 。
所以 用绝对值型的编码器做的伺服装置失电后可以不用寻找参考点， 量式的编码器每次设备上电后都必须寻找参考点。
绝对值的有零点和满点的设置， 和楼上说的一样， 表示的对应设置的 位置，即使掉电，也能保持，多用于象闸门的开 /关。
增量值则没有 零点（也就是范围的设置） ，可以一直接收脉冲信号，那么回原点就 要有参考点了，可以用程序或相关的其它硬件帮助寻找。
令的。
在家电中常有应用，比如录象机、多碟DVD 等。
而增、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。
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。
光电编码器原理讲解
光电编码器原理及应用电路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。
编 码 器 基 本 原 理
表1给出了四位二进制码与循环码的对照 表。从表中看出，循环码是一种无权码，从 任何数变到相邻数时，仅有一位编码发生变 化。如果任一码道刻划有误差，只要误差不 太大，只可能有一个码道出现读数误差，产 生的误差最多等于最低位的一个比特。所以 只要适当限制各码道的制造误差和安装误差， 不会产生粗误差。由于这一原因使得循环码 码盘获得了广泛的应用。
编码器按其检测原理分为电磁式、接触式、光 电式等。 光电式编码器具有非接触和体积小的特点，分 辨率高，它作为精密位移传感器在自动测量和自动 控制技术中得到了广泛的应用。 目前我国已有23位光电编码器，为科学研究、 军事、航天和工业生产提供了对位移量进行精密检 测的手段。 旋转式编码器又分为增量式编码器和绝对式编 码器。 增量式编码器的输出是一系列脉冲，需要一个 计数系统对脉冲进行累计计数，一般还需要基准数 据即零位基准才能完成角位移测量。
循环码是一种无权码，这给译码造成一定困难。 通常先将它转换成二进制码然后再译码。 按表1所 列，可以找到循环码和二进制码之间的转换关系为：
或：
式中：R——表示循环码； C——表示二进制码
表1 四位二进制码与循环码对照表
十进数 二进制 循环码
0 1 2 3 4 5 6 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0000 0001 0011 0010 0110 0111 0101 十进数 8 9 10 11 12 13 14 二进制 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 循环码 1100 1101 1111 1110 1010 1011 1001
分辨率越高。例如： 一个每转5000的增 量形编码器，其码 盘上共有5000个透 光和不透光的扇形 区域。这个码盘被 安装到编码器的旋 转轴上 增量 式 编码器的 码盘刻线间距均等， 对应每一个分辨率 区间，可输出一个 增量脉冲。
编码器培训
造业、港口机械、起重机械、电机、数控、印刷包装机械等行业。
2、倍加福公司
倍加福编码器是德国生产的编码器，其产品质量和档次都相当高。性能
相当稳定，也是我公司经常选用的品牌。在绝对值编码器的选择上，我公 司一般选用此品牌。
下面重点介绍增量脉冲编码器。
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七．渡边编码器型号
结构 形式 HLE HNE HSE STE ATE .
5
五、编码器术语说明
1.分解度：编码器的轴每转一圈所输出的脉冲数。
2. 最大响应频率：编码器在1秒钟内能响应的最大脉冲数。其公式为： 最高响应频率(Hz)= 编码器分解度 × 轴的转速(r/min)/60
3. 最大转速：是指编码器机械系统能够承受的最高转速。
4. 电源地：是指低压控制系统的电源0V(逻辑地)。 5. 屏蔽地：是指机组等系统最终与大地的接地点。
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4.环境条件
3.电气参数
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九、编码器的输出 1. 推挽式（A、B相电位不同，六线接法） 推挽式
注意：推挽式对安川变频器要接电源正、负，A+、A-、B+、B-六根线，对 ABB、西门子变频器可只接电源正、负，A+、B+四根线，A-，B-可悬空不接 线。
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2.
单端接地。（ A、B相与0V电位相同，四线接法）
五、编码器术语说明
六、常用厂家 七．编码器型号
2
一、什么是编码器？
编码器（encoder）是将信号（如比特流）或数据进行编制、转换
为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备。 二、编码器的一般工作原理 编码器把角位移或直线位移转换成电信号，用以通讯、传输和储存 。
3
三、编码器的分类 1. 绝对脉冲编码器 由码盘的机械位置决定的，它不受停电、干扰的影响。
第五章 位置检测装置
5.1.3 位置检测装置的分类
绝对式：对于被测量的任意一点位置均由固定的零 点标起。每一个被测点都有一个相应的测量值。
优点：能指示绝对位置，没有累计误差，电源切断 后信息不丢失。
缺点：装置结构较为复杂。
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5.2 旋转变压器
旋转变压器是一种基于电磁感应原理的角度测 量元件，在结构上与两相绕组式异步电动机相似， 由定子和转子组成，定子绕组为变压器的原边， 转子绕组为变压器的副边。激磁电压接到定子绕 组上，激磁频率通常为400Hz~5000Hz，转子绕组 产生的感生电压反映回转角的变化。其结构简单、 动作灵敏，对环境无特殊要求，维护方便，输出 信号幅度大，抗干扰性强，工作可靠。
幅值工作方式 ：给滑尺绕组通入相位相同、频 率相同，但幅值不同的励磁电压。
22
5.3.2 感应同步器的应用
(1)感应同步器的鉴相测量系统
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5.3.2 感应同步器的应用
设滑尺绕组节距为P，则滑尺移动x时，有
x , 2 x
2 P
P
U s U m sin t Uc U m cost Uo kUs cos kUc sin
按测量方式分：增量式测量和绝对式测量。 增量式 ：只测量位移量。测量单位为0.01mm，每移
动0.01mm发出一个脉冲信号。 优点：装置简单，任何一个对中点都可作为测量的
起点。在轮廓控制的数控机床上大都采用这种方 式。 缺点：在增量式检测系统中，移距是由测量信号计 数读出，一旦计数有误，以后的测量结果则完全 错误。如发生某种故障，无法恢复。
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5.1.3 位置检测装置的分类
模拟式测量：模拟式测量是将被测量用连续变量来 表示，如电压变化、相位变化等。数控机床所用 模拟式测量主要用于小量程的测量，如感应同步 器的一个线距（2mm）内的信号相位变化等。
光栅编码器
Z3 Z2
转子上有两个输出绕组
——正弦输出绕组和余弦输出绕组，
这两个绕组的轴线也互成90°，一般 将其中一个绕组（如Z1、Z2）短接。
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一、旋转变压器
2. 原理
旋转变压器在结构上与两相绕组式异步电机相似，
由定子和转子组成。当以一定频率（频率通常为
400Hz、500Hz、1000Hz及5000Hz等几种）的激
如前所述，磁头有两组信号输出，将高频载波滤掉后则
得到相位差为π/2的两组信号
U
1
U
0
sin
2
x
U
2
U
0
cos
2
x
两组磁头相对于磁尺每移动一个节距发出一个
正（余）弦信号，经信号处理后可进行位置检测。
这种方法的检测线路比较简单，但分辨率受到录磁
节距λ的限制，若要提高分辨率就必须采用较复杂的 信频电路，所以不常采用。
算、温度补偿等电路集成一体具有多种功能——实现了 横向和纵向的多功能。
第10页，此课件共41页哦
三、传感器的发展方向 3. 传感器的智能化 “电五官”与“电脑”的相结合，就是传感器的智能
编码器的工作原理介绍
编码器的工作原理介绍一、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。
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°的两路脉冲信号。
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。
（一）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90o，从而可方便地判断出旋转方向，而Z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。
（二）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。
光电码盘式传感器
传送在一转中每一步的唯一的位 置信息
位置信息一直可用,即使在掉电或 电源出现故障时
一般应用于角度测量及往复运动
在卷扬机和探尺控制中一般作为 位置反馈
增量编码器
显示速度与旋转方向 显示角度位置(脉冲累计) 角度测量时，如果电源出现故障,所有的位置信
息丢失 分辨率通过每转多少脉冲表示
增量编码器脉冲盘设计 图
增量/绝对值
光电编码器
光电编码器读出光电原二理极管
栅格,虑光镜
输出型号 码盘
发光二极管
光电编码器结构原理
光电编码器
绝对值和增量编码器的区别
-----码盘的不同是本质的区别
增量编码器
绝对值编码器
一般用来测试速度与方向
在卷扬机和探尺控制中一般作 为电机的速度反馈
也可以用角度测量，但在掉电 或电源出现故障时位置信息丢 失
传感器灵敏度越高，线圈中电流越 大，这种非线性越严重。
传感器电流的磁场效应
§磁电感应式传感器
三、磁电感应式传感器基本特性 3、磁电传感器的温度误差
当温度变化每摄氏度时，对 铜 线 变 化 量 为 dl/l≈0.167×10-4, dR/R≈0.43×10-2 ， dB/B 的 变 化 量 决定于永久磁铁的磁性材料。
位移、振动、压力、加速度、液位、成分含量等。 光电式传感器的种类
对铝镍钴永久磁合金， dB/B≈-0.02×10-2，灵敏度随温度 变化误差为
t
4.5% 10C
这一数值是很可观的，需要 进行温度补偿。
热磁分流器补偿：
热磁分流器由具有很大负 温度系数的特殊磁性材料做成。
在正常工作温度下已将空 气隙磁通分掉一小部分。当温 度升高时，热磁分流器的磁导 率显著下降，经分流掉的磁通 占总磁通的比例较正常工作温 度下显著降低，从而保持空气 隙的工作磁通不随温度变化， 维持传感器灵敏度为常数。
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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。
但是由于运动部分和静止部分之间的间隙所导致的光线衍射和光电器件的特性，使得到的波形近似于正弦波，而且其幅度与码盘的分辨率无关。
在图12.1的设计中安排了六组这样的挡板和光电器件组合，其中两组用于产生定位(index)脉冲信号I （有的文献中为Z）。
其他四组由于位置的安排，产生4个在相位上依次相差90°的准正弦波信号，分别称为A、B、A和B。
将相位相差180°的A和A送到一个比较器的两个输入端，则在比较器的输出端得到占空比为50%的方波信号A。
同理，由B和B也可得到方波信号B。
这样通过光电检测器件位置的特殊安排，得到了双通道的光电脉冲输出信号A和B（见图12.3）。
这两个信号有如下特点：(1)两者的占空比均为so%；图12.3双通道信号的形成(2)如果朝一个方向旋转时A信号在相位上领先于B信号90°的话，那么旋转方向反过来的时候，B信号在相位上领先于A信号90°。
这种双通道信号的特点为测量分辨率的提高和方向信号的获取提供了条件。
占空比为so%的方波信号A和B中有4个特殊的时刻，就是它们波形的前沿和后沿。
两个信号的前后信号在波形的一个周期中是按90°平均分布的。
将这些沿信号取出并加以利用，可得到4倍频的脉冲信号，这样就可把光电编码器的分辨率提高到4倍。
图12.4是一个由数字电路组成的处理电路，在这个电路中采用了施密特输入的反相器、异或门、或门和D触发器。
电路中各处波形如图所示，用虚线隔开分别表示正转和反转两种情况下的波形。
可以看到该电路产生4倍频计数信号和方向信号。
使用这些信号再加上定位脉冲的配合，电子线路就可以通过对脉冲的计数来确定运动系统的位置。
可以采用计数器使得其在转轴朝某一方向旋转时进行增数，而在朝相反方向旋转时进行减数，这样就可以在不掉电的前提下保持对绝对位置的记忆。
望远镜的轴角位置指示图 3.17 一个八位编码器的(a)码盘和(b)编码器的工作原理图近代工业已经为望远镜的轴角系统提供了一系列的轴角位置指示装置。
这些装置包括光电编码器，圆感应同步器以及光栅刻尺。
(1)光电编码器光电编码器是一种二进制光电位置指示器，其基本原理是由不同等分的明暗相间的条纹，通过光电元件取得角度位置的二进制数字信号，最后进行解码取得角度位置的绝对值或相对值。
绝对编码器的码形总是唯一的，这种码形给出了长度或角度的位置。
光电编码器由光源，码盘和光电接收器所组成。
码盘是编码器中的最重要的器件。
图3.17是一个八位编码器的码盘和编码器的工作原理图。
这里的码盘是一种自然码盘。
绝对编码器的码形有多种形式。
一种叫做格瑞码的码盘特别适用于光学编码器（见图3.18(a)）。
这种码盘每进一格仅改变一个数码，不易产生错码现象。
图 3.19 增量编码器码盘脉冲信息细分的工作原理，图中z表示零位光电编码器的另一类是增量编码器。
增量编码器的码盘如图3.18(b)所示。
它的码盘是由明暗相间的条纹所构成。
一般来讲同样分辨精度的增量编码器要比绝对编码器便宜得多。
增量编码器还有一些提高分辨精度的方法。
通常增量光栅码盘有四个刻道，其中两个是明暗相间的条纹码，另外两个是电源亮度指示码。
这两个条纹码之间相互错开，这样这种码盘的编码器就不但可以给出码盘运动的角度和大小，而且可以给出码盘运动的方向。
同时当光栅码盘的方波脉冲信息输入到顺时针和逆时针的增减计数器中时，这种两个条纹码的方波信息就可以分解为一倍、两倍或四倍的精细信号以提高编码器的分辨本领。
如果光栅码盘的质量好，这种精细的四倍的信号可以精确到每一个信号脉冲的二分之一。
为了获得更为精细的分辨本领一种用光栅读头的方法可以达到这个目的。
（见图3.20）这时在旋转光栅的后面加上了一个小的子光栅。
当相干光照射在光栅盘上时，在子光栅面上的光强为(leki,1999)：图 3.20 增量编码器中子光栅码盘细分的工作原理图(leki,1999)式中t1是光栅的投射率。
如果第一个光栅的周期是p ，第二个光栅的周期也是p 。
用w作为在焦面上的空间频率，则在焦面上的光能量为：图 3.21增量编码器中子光栅码盘细分的光强信号和位移的关系，A.U表示任意单位(leki,1999) Reprinted with permission from Taylor & Francis, Inc.。
当M=0时这一信号的光能量可以表示为一个级数形式。
如果只取前面的两项的话，则焦点的光能是的余弦函数。
这样通过电细分，我们还可能获得更为精细的分辨精度。
在实际应用中可以用四组子光栅，同时用于上下两组条纹上以提高电细分的精度。
但是正如图3.21所示周期光栅的焦点能量并不是真正的余弦曲线，所以如果采用如图3.22所示的调制子光栅其焦点能量才是真正的余弦曲线，则细分后的分辨率精度就会更为准确。
另外应用调制平行光源的方法，使用两个面积不同的面光源也可以使焦点能量成为正确的余弦函数。
通过应用不同分辨率的增量光栅的组合，可以获得不同频率的正弦和余弦的值，这样就可制成精度非常高的绝对编码器。
一般这种高精度的编码器总有多个码道，它们是直流参考码以及三至十五位的正余弦码。
图 3.22 增量编码器的两种调制子光栅的光栅具体尺寸(leki,1999)现代光栅技术结合的本身的精度也可以极大地提高光电编码器的精度。
一个16位的增量编码器，如在其码盘上加上16位的绝对码图案，通过使增量码两相邻条纹同时成像，则会给出码盘的精确位置，以至于获得24位以上的绝对编码器的精度，这是十分重要的技术进展。
(2)圆感应同步器另一种类似的轴角编码装置是圆感应同步器。
与光电编码器不同，圆感应同步器是一种模拟装置。
各个数值的变化是连续的，而不是跳动式的。
圆感应同步器的基本原理如图3.23所示，它由定子和动子所组成。
它的动子只有一个线圈，而在它的定子上，有个线圈构成个极。
它的每一个线圈之间的夹角是度。
当在动子中输入交流电压，并且动子轴线和定子的零点偏离一定角度时，则在定子上的各个线圈内就会产生不同量的电流。
如图3.24中所示，有：图3.23 圆感应同步器的基本原理图3.24 圆感应同步器定子上的各个线圈内的输出电压式中是一比例常数。
如果将定子上的线圈如图3.23中所示互相连结起来，则在定子上就会产生如下的电流：利用圆感应同步器这一特性，就可以用来测定微小角度的变化。
在使用圆感应同步器时为了测定角度的绝对位置，还要加上一个粗码盘。
比较光电编码器，圆感应同步器有如下几个好处：(a)线圈动定盘比较便宜，(b)对环境要求较低，可以用于温度变化和有振动的场合。
(3)编码器的应用和其它角度测定方法应用光电编码器在控制回路中要采用数模转换装置，而圆感应同步器可以直接用于同步驱动的控制。
不过它们两种都能实现轴角位置的绝对指示或者增量指示。
它们的位置精度高，误差的重复性能好，只是高位数的指示器价格较高。
光栅带尺加摩尔条纹的轴角指示方法是近年新发展起来的，这种方法特别适用于大口径的望远镜。
这种光栅带尺的精度约小于1微米，一般是均匀地粘贴在大型驱动轮的边缘，并通过摩尔条纹给出高达的分辨精度。
光栅带尺的缺点是不能保证全部条纹的一致性，这需要在计算机控制中使用列表法予以校正。
在望远镜中光栅带尺常用于位置的绝对定标。
望远镜绝对定位精度是为了准确导星、定位的需要，而增量定位则是为了精确导星的要求。
因此增量编码器要求有较高的分辨精度。
绝对编码器可以直接与望远镜传动轴连接，这时位置指示没有其它的误差因素。
但是有的时候由于编码器的位数较低或者望远镜传动轴需要通过光线，也可以将编码器装置在第一级齿轮付上。
这时编码器的分辨精度得到放大，但同时齿轮的误差也将影响角度绝对值显示的精度。
这一误差对绝对位置定标有很大的影响。
但是近年来有不少望远镜采用了分辨精度高的增量放大指示装置，而使用别的重复性极好的装置，如高灵敏度的水平仪或者特别的光栅刻线来提供轴角位置的绝对零点，这样就不再需要昂贵的绝对编码器了。
在一些较新的望远镜中还有利用精密电磁开关来作为轴角绝对位置的编码，这种电磁开关的重复性精度约为1微米。
在这种设计中每隔10或者15度就安装一个精密电磁开关。
在每一个精密电磁开关之间，使用增量编码器，甚至可以使用磨擦面来带动一个低位的增量编码器。
这种设计要比较其它设计成本更低。
各种编码器都要进行正确的安装，才能发挥其分辩精度。
当编码器和轴连接时，最重要的就是要避免在编码器轴上施加任何力和力矩。
因此编码器的联轴器应该在轴向和径向上强度比较低，而在圆周方向上强度很高。
对于新型的六杆平台式的望远镜，有的还安装了一种叫光纤谐振陀螺仪的测角装置。
一种光纤谐振陀螺仪总共包括三个光纤回路。
从频宽很小的激光二极管向一根光纤的一端发出一束光，同时这一光纤的末端绕回到起始端并与起始端处的光纤通过一个光藕合器藕合，形成一个在两个方向上都有光线通过的回路。