1．光電編(biān)碼器的工作(zuò)原理
光電編碼(mǎ)器，是一種通過光電(diàn)轉換將輸出軸上(shàng)的機(jī)械(xiè)幾何位(wèi)移量轉(zhuǎn)換(huàn)成脈衝(chōng)或(huò)數字量(liáng)的傳(chuán)感(gǎn)器(qì)。它(tā)是目前應(yīng)用最多的傳感器。光電編碼(mǎ)器是(shì)由光(guāng)柵盤和光電(diàn)檢(jiǎn)測(cè)裝置組(zǔ)成(chéng)。光柵盤(pán)是(shì)在一(yī)定直徑的圓板上(shàng)等分地(dì)開通若(ruò)幹(gān)個長方形孔。由(yóu)於光(guāng)電碼盤(pán)與電動(dòng)機同軸，當(dāng)電動(dòng)機旋轉時，光(guāng)柵盤(pán)與(yǔ)電動(dòng)機同(tóng)速旋轉(zhuǎn)，經發光二極管等電子元(yuán)件組成(chéng)的檢測裝(zhuāng)置(zhì)檢(jiǎn)測輸出若(ruò)幹(gān)脈衝信(xìn)號。通過(guò)計(jì)算(suàn)每(měi)秒(miǎo)光電編(biān)碼器(qì)輸出脈衝的個數(shù)就(jiù)能反(fǎn)映(yìng)當前電動(dòng)機的(dí)轉(zhuǎn)速(sù)。此(cǐ)外，為(wéi)判(pàn)斷旋轉(zhuǎn)方向(xiàng)，碼(mǎ)盤還可提供(gōng)相位相(xiāng)差 90° 的兩路(lù)脈(mài)衝(chōng)信(xìn)號，見(jiàn)圖 5-57。
圖 5-57 編碼(mǎ)器工作(zuò)原(yuán)理圖及(jí)輸(shū)出波形
2．編(biān)碼(mǎ)器的(dí)分(fēn)類
根據(jù)檢(jiǎn)測原理(lǐ)，編(biān)碼器可分為光學式，磁(cí)式，感應式和電容(róng)式。根(gēn)據其(qí)刻(kè)度方(fāng)法(fǎ)及信號輸出形式(shì)，可(kě)分為增量(liáng)式，絕對(duì)式以及(jí)混(hùn)合式(shì)三種(zhǒng)。
增量(liáng)式(shì)編(biān)碼(mǎ)器。增量(liáng)式編(biān)碼器(qì)是(shì)直(zhí)接利用光電轉(zhuǎn)換原(yuán)理(lǐ)輸出三(sān)組方波脈衝 A，B 和(hé) Z 相(xiāng)；A，B 兩(liǎng)組(zǔ)脈衝相位差(chà) 90°，從而(ér)可(kě)方(fāng)便地判斷(duàn)出(chū)旋轉方向，而 Z 相為(wéi)每轉一個(gè)脈(mài)衝，用(yòng)於基準點(diǎn)定位(wèi)。它的(dí)優點是原理構造簡(jiǎn)單，機(jī)械平均壽(shòu)命(mìng)可在幾萬小時(shí)以(yǐ)上，抗幹擾能力(lì)強，可(kě)靠(kào)性高(gāo)，適(shì)合(hé)於(yú)長距離傳輸(shū)。其缺點(diǎn)是(shì)無(wú)法輸(shū)出(chū)軸(zhóu)轉(zhuǎn)動的絕對(duì)位置信(xìn)息(xī)。
絕(jué)對式編碼器(qì)。絕對式(shì)編(biān)碼器(qì)是直(zhí)接(jiē)輸出數(shù)字的傳(chuán)感器(qì)，在它的圓(yuán)形碼盤(pán)上(shàng)沿(yán)徑向有若(ruò)幹(gān)同心碼盤，每(měi)條(tiáo)道上(shàng)有透光和(hé)不透(tòu)光的(dí)扇(shàn)形區(qū)相(xiāng)間(jiān)組成(chéng)。相鄰(lín)碼道的扇區(qū)樹木(mù)是雙倍關(guān)係，碼(mǎ)盤上的碼道(dào)數是它(tā)的(dí)二(èr)進製(zhì)數碼的位數，在碼盤的一(yī)側是光源(yuán)，另一(yī)側(cè)對應(yīng)每(měi)一碼(mǎ)道(dào)有一(yī)光(guāng)敏元件(jiàn)，當(dāng)碼盤(pán)處於(yú)不同位置(zhì)時，各光敏元件(jiàn)根(gēn)據(jù)受光(guāng)照與否(fǒu)轉換出相應的(dí)電平信(xìn)號(hào)，形成(chéng)二進(jìn)製數(shù)。這(zhè)種(zhǒng)編碼器的(dí)特(tè)點是不(bù)要計(jì)數器(qì)，在轉(zhuǎn)軸的(dí)任意位置都(dū)可讀(dú)書(shū)一個(gè)固(gù)定(dìng)的與(yǔ)位(wèi)置(zhì)相對(duì)應(yīng)的(dí)數字碼。顯然(rán)，碼道必(bì)須(xū)有(yǒu) N 條碼(mǎ)道(dào)。目前國內已有 16 位的絕對編碼器產品。
混(hùn)合式(shì)絕對編(biān)碼(mǎ)器(qì)。混合式絕對(duì)編碼器輸出(chū)兩組(zǔ)信(xìn)息，一組信息(xī)用於(yú)檢(jiǎn)測(cè)磁(cí)極(jí)位(wèi)置(zhì)，帶有(yǒu)絕對(duì)信息功能；另(lìng)一(yī)組則同增(zēng)量式編(biān)碼器(qì)的輸出信息(xī)。
3．光電(diàn)編(biān)碼器(qì)的應(yīng)用
（1）角(jiǎo)度測量(liáng)。
汽車駕駛模(mó)擬器(qì)，對方向盤旋轉(zhuǎn)角(jiǎo)度的測(cè)量選用(yòng)光(guāng)電編碼(mǎ)器(qì)作(zuò)為(wéi)傳感(gǎn)器。重力(lì)測(cè)量儀采用光電編碼器，把(bǎ)它(tā)的轉軸(zhóu)與重(zhòng)力測(cè)量(liáng)儀(yí)中補(bǔ)償(cháng)旋鈕軸相連(lián)；扭轉(zhuǎn)角(jiǎo)度儀，利(lì)用(yòng)編碼器測(cè)量(liáng)扭轉(zhuǎn)角(jiǎo)度變化(huà)，如扭(niǔ)轉(zhuǎn)實驗機(jī)，漁竿(gān)扭(niǔ)轉釣(diào)性(xìng)測(cè)試等(děng)；擺(bǎi)錘衝擊實(shí)驗機，利(lì)用(yòng)編(biān)碼(mǎ)器(qì)計算(suàn)衝(chōng)擊是擺角(jiǎo)變化。
（2）長(cháng)度(dù)測量。
① 計米(mǐ)器，利用(yòng)滾(gǔn)輪周(zhōu)長來(lái)測量(liáng)物(wù)體(tǐ)的長度(dù)和距(jù)離。
② 拉綫(xiàn)位移傳感(gǎn)器(qì)，利用收(shōu)卷(juàn)輪(lún)周長(cháng)計量(liáng)物體(tǐ)長度距離。
③ 聯軸直測，與(yǔ)驅(qū)動直(zhí)綫位移的(dí)動力裝置(zhì)的主軸聯軸(zhóu)，通(tōng)過(guò)輸出(chū)脈(mài)衝(chōng)數(shù)計(jì)量。
④ 介質檢(jiǎn)測(cè)，在(zài)直齒(chǐ)條(tiáo)，轉動(dòng)鏈(liàn)條的鏈輪，同(tóng)步帶輪(lún)等來傳遞(dì)直綫(xiàn)位(wèi)移的信息。
（3）速(sù)度測量(liáng)。
① 綫速(sù)度，通過跟(gēn)儀(yí)表連(lián)接，測量(liáng)生(shēng)產綫(xiàn)的(dí)綫速度(dù)。
② 角速(sù)度(dù)，通(tōng)過編(biān)碼器測量電(diàn)機(jī)，轉軸等的速度測量。
（4）位置(zhì)測(cè)量。
① 在機床(chuáng)方麵，記憶機床(chuáng)各個坐(zuò)標(biāo)點的(dí)坐標位(wèi)置，如鑽(zuān)床(chuáng)等(děng)。
② 在自(zì)動化控製方(fāng)麵，控(kòng)製(zhì)在(zài)不同位置(zhì)進行動作(zuò)。如電(diàn)梯，提升(shēng)機等。
（5）同(tóng)步(bù)控(kòng)製。
通過角速度(dù)或綫速度(dù)，對傳動環(huán)節進行同(tóng)步(bù)控製，以達(dá)到張力(lì)控製(zhì)。
（二）旋(xuán)轉編碼器的安裝(zhuāng)
1．安(ān)裝注(zhù)意事(shì)項(xiàng)
安裝時(shí)不(bù)要給軸施加(jiā)直接(jiē)的衝擊(jī)。
編(biān)碼器(qì)軸(zhóu)與(yǔ)機(jī)器(qì)的連接，應使用(yòng)柔性(xìng)連接(jiē)器。在(zài)軸(zhóu)上裝連接器時，不要硬(yìng)壓(yā)入。即(jí)使使(shǐ)用連接器(qì)，因安(ān)裝不良(liáng)，也有可(kě)能給軸(zhóu)加上(shàng)比允(yǔn)許(xǔ)負(fù)荷還大(dà)的(dí)負(fù)荷(hé)，或造成(chéng)撥芯(xīn)現象。因此(cǐ)，要(yào)特別注意。
軸承(chéng)壽(shòu)命與使用(yòng)條件(jiàn)有(yǒu)關，受(shòu)軸承(chéng)荷(hé)重(zhòng)的影響特別(bié)大(dà)。如(rú)軸(zhóu)承負荷(hé)比(bǐ)規(guī)定荷重(zhòng)小(xiǎo)，可大(dà)大(dà)延長(cháng)軸(zhóu)承壽命。
不(bù)要(yào)將旋轉(zhuǎn)編碼(mǎ)器進行拆解，這樣做將有(yǒu)損防油(yóu)和(hé)防(fáng)滴(dī)性能(néng)。防滴(dī)型產品不宜長(cháng)期浸(jìn)在水，油中，編碼器表麵有(yǒu)水(shuǐ)和(hé)油時應擦拭幹淨。
2．振(zhèn)動
加(jiā)在旋轉編碼器(qì)上的振動(dòng)，往往(wǎng)會(huì)成(chéng)為誤(wù)脈(mài)衝發(fā)生的(dí)原因。因此，應對設(shè)置場所，安裝場所(suǒ)都加(jiā)以(yǐ)注意。每轉(zhuǎn)發生的脈衝數越多，旋轉(zhuǎn)槽(cáo)圓盤(pán)的(dí)槽孔間(jiān)隔就(jiù)越(yuè)窄(zhǎi)，就(jiù)越容(róng)易(yì)受(shòu)到振動的影響。在低速(sù)旋轉或(huò)停止時，加在(zài)軸(zhóu)或(huò)本體上的振動(dòng)使旋轉(zhuǎn)槽圓(yuán)盤抖動(dòng)，可能會發生(shēng)誤(wù)脈衝。
3．關(guān)於(yú)配(pèi)綫(xiàn)和連接
誤配綫可能(néng)會損壞(huài)內部回路，故在(zài)配綫時應充分注意(yì)以(yǐ)下(xià)六點。
（1）配綫應在(zài)電(diàn)源 OFF 狀態下(xià)進行(háng)，電源接(jiē)通時(shí)，若(ruò)輸出綫接觸電(diàn)源(yuán)，則有(yǒu)時會損壞輸(shū)出(chū)回(huí)路(lù)。
（2）若配綫(xiàn)錯(cuò)誤，則(zé)有時會(huì)損(sǔn)壞內部(bù)回(huí)路，所(suǒ)以配綫時(shí)應充(chōng)分注意電源(yuán)的極性(xìng)等。
（3）若(ruò)和(hé)高(gāo)壓(yā)綫，動力綫並行配綫，則有時(shí)會受(shòu)到感應造成(chéng)誤動(dòng)作(zuò)而致(zhì)損壞，所(suǒ)以(yǐ)要分離開(kāi)另行(háng)配(pèi)綫。
（4）延長電(diàn)綫時，應(yīng)在 10 m 以下。並且(qiě)由於電綫的(dí)分(fēn)布(bù)容(róng)量，波(bō)形的上(shàng)升(shēng)，下(xià)降(jiàng)時(shí)間(jiān)會較長。有問題時(shí)，采(cǎi)用施(shī)密(mì)特(tè)回(huí)路等對波形(xíng)進行(háng)整形。
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