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编码器是什么?它是如何工作的?

文章出处:网络人气:54发表时间:2019-11-07
       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。编码器把角位移或直线位移转换成电信号,前者称为码盘,后者称为码尺。

       编码器主要是由码盘(圆光栅、指示光栅)、机体、发光器件、感光器件等部件组成。

     (1)圆光栅是由涂膜在透明材料或刻画在金属材料上的成放射状的明暗相间的条纹组成的。一个相邻条纹间距称为一个栅节,光栅整周栅节数就是编码器的脉冲数(分辨率)。

     (2)指示光栅是一片固定不动的,但窗口条纹刻线同圆光栅条纹刻线完全相同的光栅片。 
 
     (3)机体是装配圆光栅,指示光栅等部件的载体。

     (4)发光器件一般是红外发光管。 

     (5)感光器件是高频光敏元件,一般有硅光电池和光敏三极管。

       按照读出方式,编码器可以分为接触式和非接触式两种。按照工作原理,编码器可分为增量式和绝对式两类。

      增量式编码器

      1、增量式编码器是将位移转换成周期性的电信号,再把这个电信号转变成计数脉冲,用脉冲的个数表示位移的大小。

      2、工作原理图

     3、增量码盘的优缺点
     优点:
   (1)精度高(可用倍频电路进一步提高精度)
   (2)构造筒单,成本较低既适合测角也适合测速无接触测量,可靠性高,寿命长

     缺点:
     开机后先要寻零·在脉冲传输过程中,干扰产生累计误差需要计数器、速度受到一定限制。

     4、使用注意事项
   (1)考虑寻零问题
   (2)考虑可能出现因干扰引起的累计误差
   (3)考虑最大转速和分辨率矛盾
   (4)考虑计数器溢出问题

     绝对式编码器

      1、绝对式脉冲编码盘是一种绝对角度位置检测装置,它的位置输出信号是某种制式的数码信号,它表示位移后所达到的绝对位置,要用起点和终点的绝对位置的数码信号,经运算后才能得到位移量的大小。

      2、结构三大部分,旋转的码盘、光源和光申敏感元件。光学码道,每个码道上按一定规律分布着透明和不透明区。

      3、原理
      光源的光通过光学系统,穿过码盘的透光区被窄缝后面的光敏元件接收,输出为“1”;若被不透明区遮挡,光敏元件输出为“0”。各个码道的输出编码组合就表示码盘的转角位置。

       4、绝对码盘的优缺点
       优点:
     (1)精度高,无接触,寿命长
     (2)开机不需要寻零
     (3)没有累计误差
     (4)不需要计数器、允许转速高

      缺点:
    (1)结构复杂,体积大
    (2)价格贵

      5、使用注意事项
    (1)供电电源要可靠,注意长线传输时压降
    (2)考虑对于误码的处理
    (3)考虑过零点的处理

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