分類接觸式編碼器(結(jié)構(gòu)、工作原理、提高精度的途徑)光電

1、國電孑工栄出廠起 Publishing House of Electronics Industry國電孑工栄出廠起 Publishing House of Electronics Industry第五章編碼器國電孑工栄出廠起 Publishing House of Electronics Industry國電孑工栄出廠起 Publishing House of Electronics Industry曠分類接觸式編碼器（結(jié)構(gòu)、工作原理、提高精度的 途徑）光電式編碼器（結(jié)構(gòu)、工作原理、提高分辨率 的方法）r電磁式編碼器脈沖盤式數(shù)字傳感器（結(jié)構(gòu)、工作原理、旋轉(zhuǎn) 方向的判斷）應(yīng)用國爲(wèi)孑工當(dāng)岀嵌融 P

2、ublishing House of Electronics Industry分類:編碼器主要分為i!脈沖盤式（增量編碼器）L碼盤式（絕對編碼器）碼盤式廠接觸式電磁式非接觸式編碼器國爲(wèi)孑工當(dāng)岀嵌融 Publishing House of Electronics Industry國爲(wèi)孑工當(dāng)岀嵌融 Publishing House of Electronics Industry接觸式編碼器（碼盤式編碼器）LU國爲(wèi)孑工當(dāng)岀嵌融 Publishing House of Electronics Industry國爲(wèi)孑工當(dāng)岀嵌融 Publishing House of Electronics Indust

3、ry結(jié)構(gòu)工作原理提高精度的途徑結(jié)構(gòu)和工作原理接觸式編碼器由碼盤和電刷組成:是利用制造印刷電路板的工藝，在銅箔板上制作某種碼制圖形（如&4-2J碼等）的盤 式印刷電路板。電1：是一種活動觸頭結(jié)構(gòu),在外界力的作用 下旋轉(zhuǎn)碼盤時(shí)，電刷與碼盤接觸處就產(chǎn)生某種 碼制的某一數(shù)字編碼輸岀。國爲(wèi)孑工當(dāng)岀嵌融 Publishing House of Electronics Industry國爲(wèi)孑工當(dāng)岀嵌融 Publishing House of Electronics Industry(a) 8-4-2-1碼的碼盤（b）四位循環(huán)碼的碼盤工作原理:（以四位二進(jìn)制碼盤為例）8421 碼：是最基本、最簡單 的二進(jìn)制碼

4、，是用 四位二進(jìn)制來表示 一位等值的十進(jìn)制 數(shù)，共十六種組合。以8421制作的碼盤和旋轉(zhuǎn)軸固定在一起。碼盤上有四圈碼道，相應(yīng)地，對應(yīng)碼道上有一個電刷。四 個電刷沿著一個固定的徑向安裝。Izl涂黑處為導(dǎo)電區(qū)，電刷接觸導(dǎo)電部分時(shí)，輸出高電平（“1”） 白處為絕緣區(qū)，電刷接觸絕緣部分時(shí)，輸出低電平（“0”）編碼器的分辨率取決于碼道的數(shù)目n360a 位數(shù)越多，分辨精度越高。當(dāng)然分辨精度越 高，對碼盤和電刷的制作和安裝要求越嚴(yán)格。- 般取77 V 9存在冋題:由于四個電刷掃描的不同步引起錯碼產(chǎn)生非單值誤差(a) 8-4-2-1碼的碼盤(b)四位循環(huán)碼的碼盤另外：電刷安裝不精確引起的機(jī)械偏差，碼盤制作和

5、安裝不準(zhǔn)國爲(wèi)孑工當(dāng)岀嵌融 Publishing House of Electronics Industry提高精度的途徑:（防止錯碼岀現(xiàn)）1、采用循環(huán)碼盤:循環(huán)碼的特點(diǎn)只有一位變化,即 使制造或安裝不精 確，產(chǎn)生的誤差最多也只是最低位，在一定程度上可消除非單值誤差。因此采用循環(huán)碼盤比8-4-2-1碼盤的精度 更高。角度電刷位置二進(jìn)制碼（B）循環(huán)碼（R）十進(jìn)制數(shù)0a000000000lab0001000112ac0010001123ad0011001034ae0100011045af0101011156ag0110010167ah0111010078a11000110089aJ100111019

6、10ak1010mi1011a1101111101112am110010101213an110110111314ao1110100114| 15aPiiii100015國爲(wèi)孑工當(dāng)岀嵌融 Publishing House of Electronics Industry2、掃描法:國爲(wèi)孑工當(dāng)岀嵌融 Publishing House of Electronics Industry國爲(wèi)孑工當(dāng)岀嵌融 Publishing House of Electronics Industry這種方法的原理是根據(jù)二進(jìn)制碼的特點(diǎn)設(shè)計(jì)的。二 進(jìn)制碼是從最低位向高位逐級進(jìn)位的，最低位變化最 快，高位逐漸減慢。掃描法有V掃描

7、、U掃描以及M掃描。只介紹V掃描法:v掃描法是在最低位碼道上安裝一電刷,其他位 碼道上均安裝有兩個電刷：一個電刷位于被測位置的 前邊，稱為超前電刷；另一個放在被測位置的后邊， 稱為滯后電刷。11霑?于譽(yù)4飯?jiān)?jstry0 12 3 4 5 6 7 8|91011121314150兄觀勿覓觀闕卑鳳5一外軌道 J 21 91 2 “0” _X/A 內(nèi)軌道“0”2 Of /爪?2Av(a)盤碼和電刷布置b)碼盤結(jié)構(gòu)展開圖(O邏輯電路國爲(wèi)孑工當(dāng)岀嵌融 Publishing House of Electronics Industry光電式編碼器（碼盤式編碼器）A結(jié)構(gòu)A提高壽辨率的方法國爲(wèi)孑工當(dāng)岀嵌融

8、Publishing House of Electronics Industry國爲(wèi)孑工當(dāng)岀嵌融 Publishing House of Electronics Industry國爲(wèi)孑工當(dāng)岀嵌融 Publishing House of Electronics Industry光電式編碼器的結(jié)構(gòu)、工作原理光電式編碼器的最大特點(diǎn)是非接觸測量，允許高速轉(zhuǎn)動它是米用光電原理制成。包括：光源、光學(xué)系統(tǒng)、碼盤、光電元件和測量電路IIIIE1111光電式編碼器的碼盤是一塊形的光學(xué)玻璃，采用照相腐蝕工藝，在碼盤上刻 出透光和不透光的碼形。并采用光電轉(zhuǎn)換元件代替接觸式編 碼器地電刷。狹縫光電編碼器的精度取決于碼

9、盤的精度。分辨率的方法國參孑工栄出嵌芯Publishing House of Electronics Industry0.插值法若碼盤已有14條（位）碼道，在14位的碼道上增加1 條專用附加碼道，如圖：22國參孑工栄出嵌起 Publishing House of Electronics Industry在數(shù)字式傳感器中，電磁式編碼器是近年發(fā)展起來的一 種新型電磁敏感元件，它是隨著光電式編碼器的發(fā)展而發(fā)展起 來的。光電式編碼器的主要缺點(diǎn)是對潮濕氣體和污染敏感，但 可靠性差，而電磁式編碼器不易受塵埃和結(jié)露影響，同時(shí)其結(jié) 構(gòu)簡單緊湊，可高速運(yùn)轉(zhuǎn)，響應(yīng)速度快（達(dá)500700kHz）, 體積比光電式編碼

10、器小，而成本更低，且易將多個元件精確地 排列組合，比用光學(xué)元件和半導(dǎo)體磁敏元件更容易構(gòu)成新功能 器件和多功能器件。碼盤:在碼盤上按照編碼的圖形，制作岀磁化區(qū)和非磁化區(qū)電刷:采用小型的磁環(huán)或馬蹄形磁芯作為磁頭。磁頭 上有兩組繞組線圈，一組是激勵線圈另一組是輸出脈沖盤式數(shù)字傳感器結(jié)構(gòu)工作原理i旋轉(zhuǎn)方向的判斷國參孑工栄出嵌起 Publishing House of Electronics Industry脈沖盤式編碼器只能用于測量相對于上一次的角度 增量，因此稱為增量式編碼器。它的精度取決于碼盤的精度0國爲(wèi)孑工當(dāng)岀嵌融 Publishing House of Electronics Industry脈沖盤式編碼器的辨向方式設(shè)計(jì)A、E碼道就是實(shí)現(xiàn)辨向功能脈沖盤式編碼盤兩個碼道產(chǎn)生的光電脈沖被兩個光 電元件接收，產(chǎn)生A、B兩個輸出信號，這兩個輸岀信 號經(jīng)過放大整形后，產(chǎn)生匕和匕脈沖，將它們分別接 到D觸發(fā)器的D端和CP端。AB可逆計(jì)數(shù)器輸出、-_n_血nnn”n_n_n_n_n_nn-jLnrLrLrLTL