碼盤

另一種絕對式編碼器是光學(xué)編碼器，是依照光學(xué)和光電原理制成的器件。它由光源、碼盤、光學(xué)系統(tǒng)及電路4部分組成(圖2)。碼盤是在不透明的基底上按二進制碼制成明暗相間的碼道，相當于接觸編碼器的導(dǎo)電區(qū)和不導(dǎo)電區(qū)。光線通過碼盤由光電元件轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號。光學(xué)編碼器的精度高于1/10^8，徑向分度線的精度為 0.067弧秒。已制出的標準碼盤有偽隨機碼、素數(shù)碼、循環(huán)碼、正弦余弦碼、對數(shù)碼和二進十進碼等。

光電編碼器碼盤

光電編碼器是一種通過光電轉(zhuǎn)換將輸出軸上的機械幾何位移量轉(zhuǎn)換成脈沖或數(shù)字量的傳感器。這是目前應(yīng)用最多的傳感器， 光電編碼器是由碼盤(光柵盤)和光電檢測裝置組成。碼盤(光柵盤)是在一定直徑的圓板上等分地開通若干個長方形孔。由于光電碼盤與電動機同軸，電動機旋轉(zhuǎn)時，碼盤(光柵盤)與電動機同速旋轉(zhuǎn)，經(jīng)發(fā)光二極管等電子元件組成的檢測裝置檢測輸出若干脈沖信號，其原理示意圖如圖1所示;通過計算每秒光電編碼器輸出脈沖的個數(shù)就能反映當前電動機的轉(zhuǎn)速。此外，為判斷旋轉(zhuǎn)方向，碼盤還可提供相位相差90º的兩路脈沖信號。

編碼器碼盤的材料有玻璃、金屬、菲林、樹脂:玻璃碼盤是在玻璃鍍鉻面上腐蝕出明暗碼道，其熱穩(wěn)定性好，精度高，易碎，成本高;金屬碼盤直接以通和不通刻線，不易碎，但由于金屬不易腐蝕，易形變，精度就有限制，其熱穩(wěn)定性就要比玻璃的差一個數(shù)量級;塑料碼盤是經(jīng)濟型的，其成本低，不易碎和變形，但精度、熱穩(wěn)定性、壽命均要差一些;樹脂碼盤與玻璃碼盤的工藝接近，也是通過腐蝕明暗樹脂表面的鍍鉻，呈現(xiàn)出明暗脈沖，其優(yōu)點是精度高不容易碎，缺點在環(huán)境惡劣的高溫下容易跳碼，價格相對較高，加工工藝難度高，發(fā)達國家有生產(chǎn)，暫時沒有生產(chǎn)廠家。

特性

● 物料: 菲林(PET片基), 厚度0.10 mm 或 0.18 mm

● 外徑: 10~100mm

● 高性價比

● 解析度: 32 CPR ~ 1024 CPR (28mm 外徑)

● 運行溫度: 85℃ max

接觸編碼器是絕對式編碼器中的一種，它由編碼盤、電刷和電路組成。圖1是一個6位二進制編碼器。編碼盤按二進制碼制成，與旋轉(zhuǎn)軸固定在一起。碼盤上有6條碼道，每條碼道上有許多扇形導(dǎo)電區(qū)(黑區(qū))和不導(dǎo)電區(qū)(白區(qū))，全部導(dǎo)電區(qū)連在一起接到一個公共電源上。 6個電刷沿一個固定的徑向安裝，分別與6條碼道接觸。每個電刷與一單根導(dǎo)線相連，輸出6個電信號,其電平由碼盤的位置控制。當電刷與導(dǎo)電區(qū)接觸時，輸出為"1"電平;與不導(dǎo)電區(qū)接觸時，輸出為"0"電平。隨著轉(zhuǎn)角的不同，輸出相應(yīng)的碼。編碼器的精度取決于碼盤本身的精度，分辨率則取決于碼道的數(shù)目。10條碼道的碼盤，其分辨率為1/1024，采用多個碼盤和裝上內(nèi)部傳動機構(gòu)時可達1/100000。

接觸編碼器的缺點是碼盤與電刷之間存在接觸摩擦，使用壽命短。電刷與碼道的不正確接觸還會產(chǎn)生模糊輸出，可能給出錯誤的結(jié)果，造成誤差。采用循環(huán)碼(格雷碼)可克服這一缺點，因為在任何瞬間只有一個比特的改變。格雷碼(見字符編碼)是變權(quán)碼，它與十進制數(shù)的關(guān)系為

式中D為十進制數(shù)，n為具有"1"輸出的最高位的位數(shù)，m為其次一位具有"1"輸出的位數(shù)，q、s、…依次類推。采用格雷碼時，還需要按上式設(shè)計出相應(yīng)的轉(zhuǎn)換電路。