光电式传感器光电编码器.ppt

光 电 编 码 器 ——光电式传感器 光电式传 感器： 发 光原件： 光电原件： 发光二极管等 光电二极管，光电三极管，光敏电阻等 光电传感器是将 光信号 转换为 电信号 的 其工作原理基于 光电效应 。 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 或 转动角度 转换成 脉冲 或 数字量 的传感器。 信号性质 增量式编码器 绝对式编码器 电信 号 二进制编 码 脉冲 拉线式编码器 主轴编码器 主轴编码器 多圈编码器 轴式编码器 套式编码器 增量式 编 码器 绝对式 编 码器 l －均匀分布透光槽的 编码盘 2 － LED 光源 3 －光栏板上狭缝 4 － sin 信号接收器 5 － cos 信号接收器 6 －零位读出光电元件 7 －转轴 8 －零位标记槽 每产生一个输出 脉冲信号 就对应于一个增量 位移 ，它能够产生与位移增量等值的脉冲信号。 它是相对于某个基准点的 相对位置 增量，不 能够直接检测出轴的绝对位置信息。 光栏板上的两个狭缝 距离是码盘上的两个狭缝 距离的（ m +1/4 ）倍， m 为正整数，并设置了两组 光敏元件 A 、 B ，又称为 sin 、 cos 元件 。 ? ? ＝ 360 °／ 条纹数 ? ＝ 360 °／ 1024 ＝ 0.352 ° ? 输出信号为一串脉冲，每一 个脉冲对应一个分辨角 ? ，对脉 冲进行计数 N ，就是对 ? 的累加， 即，角位移 ? ＝ ? N 如： ? ＝ 0.352 ? ，脉冲 N ＝ 1000 ， 则： ? ＝ 0.352 ? × 1000 ＝ 90 ? A B A B 光 敏 元 件 所产生的信 号 A 、 B 彼 此 相 差 90 ? 相位，用于 辨 向 。 当码盘正转 时 ， A 信 号 超 前 B 信 号 90 ? ； 当码盘反转 一转 （ 360 ? ） C C 在 码 盘 里 圈 ， 还 有一条狭缝 C ，每转 能产生一个脉冲， 该 脉 冲 信 号 又 称 “一转信号”或零 标志脉冲，作为测 量的起始基准。 ? 绝对式编码器 按照 角度 直接进 行编码，直接用 数字代码 表示。 ? 绝对式光电编码 器的编码盘由透明 及不透明区组成， 编码盘上码道的条 数就是 数码的位数 。 ? 这种编码器的特点不是要计数器，而是在 转轴的任意位置都 可读出一个固定的与位置 1 －光源； 2 －透镜； 3 －编码盘； 4 －狭缝； 5 －光电元件 导电为“ 1” ，非导电为 “ 0” D B 二 进 制 R 格雷 码 D B 二进 制 R 格 雷 码 0 1 2 3 4 5 6 7 000 0 000 1 001 0 001 1 010 0 0000 0001 0011 0010 0110 0111 0101 0100 8 9 1 0 1 1 1 2 1 3 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111 110 0 110 1 111 1 111 0 101 0 8 位 =256 10 位 =1024 21 位 =2097152 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。 n 2 分辨率 单圈 多圈 在数控机床中的应用 位置反馈 ? x x ＝ t/ 360 ? × ? 通 过 测 量 滚 珠 丝 杠 的 角 位 移 ? ， 间 接 获 得 工 作 台 的 直 线 位 移 x ， 构 成 位 置 半 闭 环 伺 服 系统。 t 为丝杠转动一整圈，工作台的位移 类 型 数字式 模拟式 增量式 绝对式 增量式 绝对式 回 转 型 增量式光电脉冲 编码器、 圆光栅 绝对式光电脉冲 编码器 旋转变压器、圆形 感应同步器、圆形 磁尺 多级旋转变压器、 三速圆形感应同 步器 直 线 型 计量光栅、激光 干涉光栅 多通道投射光栅 直线型感应同步光 栅 三速直线型感应 同步