光电编码器的工作原理是什么


光电编码器的工作原理主要基于光电转换和光栅衍射原理,实现位移到数字的变换。以下是其详细工作原理:
一、基本组成
光电编码器主要由光源、光码盘(也称光栅盘)和光敏元件组成。光码盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个长方形孔(或其他形状),这些孔和透光部分形成规律的光栅图案。
二、工作原理
光电转换:
光源发出光线,光线通过光码盘上的透光部分和孔照射到光敏元件上。
光敏元件接收到的光通量随透光线条同步变化,这种变化被转换为电信号的变化。
光栅衍射与信号生成:
当光码盘随被测工作轴(如电机轴)一起转动时,光敏元件会感受到光线的明暗变化。
这些明暗变化被光敏元件转换为电信号的强弱变化,这些电信号近似于正弦波。
经过整形和放大等处理,这些正弦波信号被转换为脉冲信号。
位置与速度测量:
通过计数器计量脉冲的数目,可以测定旋转运动的角位移。
通过计量脉冲的频率,可以测定旋转运动的转速。
三、增量式与绝对式编码器
光电编码器根据输出信号的特性,主要分为增量式编码器和绝对式编码器。
增量式编码器:
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度,用于判断旋转方向。
Z相为每转一个脉冲,用于基准点定位。
增量式编码器的优点是原理构造简单,机械平均寿命长,抗干扰能力强,可靠性高,适合长距离传输。但其缺点是无法输出轴转动的绝对位置信息。
绝对式编码器:
码盘采用绝对值编码,每个位置都有一个唯一的标识码。
光源产生的光线通过透镜变成平行光线,照射在码盘上。
根据码盘上透明和不透明区域的排列方式,光线被接收或不被接收,从而输出相应的电信号。
通过读取这些电信号,可以直接确定码盘轴的位置,实现角位移的绝对值测量。
综上所述,光电编码器通过光电转换和光栅衍射原理,将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量,从而实现对位置、速度和角度的精确测量。
责任编辑:Pan
【免责声明】
1、本文内容、数据、图表等来源于网络引用或其他公开资料,版权归属原作者、原发表出处。若版权所有方对本文的引用持有异议,请联系拍明芯城(marketing@iczoom.com),本方将及时处理。
2、本文的引用仅供读者交流学习使用,不涉及商业目的。
3、本文内容仅代表作者观点,拍明芯城不对内容的准确性、可靠性或完整性提供明示或暗示的保证。读者阅读本文后做出的决定或行为,是基于自主意愿和独立判断做出的,请读者明确相关结果。
4、如需转载本方拥有版权的文章,请联系拍明芯城(marketing@iczoom.com)注明“转载原因”。未经允许私自转载拍明芯城将保留追究其法律责任的权利。
拍明芯城拥有对此声明的最终解释权。