脉冲编码器(码盘)结构及原理介绍
脉冲编码器(码盘)结构及原理介绍

脉冲编码器又俗称码盘，分为增量式和绝对式两种，是一种回转式数字测量元件，通常装在被检测轴上，随被测轴一起转动，可将被测轴的角位移转换为数字量，以增量编码器输出信号以增量脉冲形式输出，绝对式编码器输出信号的数字编码形式输出。根据内部结构和检测方式码盘可分为接触式、光电式和电磁式3种。其中，光电码盘在数控机床上应用较多，而由霍尔效应构成的电磁码盘则可用作速度检测元件。
常用的增量式旋转编码器为增量式光电编码器，增量式光电编码器的组成如图所示，由带聚光镜的发光二极管(LED)、光栏板、光电码盘、光敏元件及信号处理电路组成。其中，光电码盘是在一块玻璃圆盘上镀上一层不透光的金属薄膜，然后在上面制成圆周等距的透光和不透光相间的条纹构成的，光栏板上具有和光电码盘相同的透光条纹。光电码盘也可由不锈钢薄片制成。当光电码盘旋转时，光线通过
光栏板和光电码盘产生明暗相间的变化，由光敏元件接收。光敏元件将光电信号转换成电脉冲信号。输出的电脉冲信号通常为A相、B相、Z相三相信号。信号形式如同所示，光电编码器的轴转动时A、B两相脉冲相差90度相位角，根据A相或B相脉冲的数目可测出被测轴的角位移，脉冲的频率可测出被测轴的转速。根据A相、B相信号的相位关系可测出被测轴的转动方向。如果A相脉冲比B相脉冲超前则光电编码器为正转否则为反转。后续电路可利用A、B两相的90°相位差进行细分处理（四倍频电路实现）。Z线为零脉冲线光电编码器每转一圈产生一个脉冲。被测轴的周向定位基准信号，被测轴的旋转圈数计数信号。

增量式码盘的规格及分辨率

规格
增量式码盘的规格是指码盘每转一圈发出的脉冲数；
现在市场上提供的规格从 36线/ 转到 10万线 /转都有；
选择：①伺服系统要求的分辨率；
②考虑机械传动系统的参数。
分辨率（分辨角）α
设增量式码盘的规格为 n 线/转：


绝对式光电编码器结构和工作原理

绝对式旋转编码器可直接将被测角度用数字代码表示出来，且每一个角度位置均有对应的测量代码，因此这种测量方式即使断电，只要再通电就能读岀被测轴的角度位置，即具有断电记忆力功能。绝对式光电码盘与接触式码盘结构相似，只是其中的黑白区域不表示导电区和绝缘区，而是表示透光区和不透光区。其中黑的区域指不透光区，用“0”；
白的区域指透光区，用“1”表示。如此，在任意角度都有“1”和“0”组成的二进制代码。另外，在每一码道上都有一组光敏元件，这样，不论码盘转到哪一角度位置，与之对应的各光敏元件受光的输出为“1”，不受光的输出为“0”，由此组成n 位二进制编码。图为4码道光电码盘示意图。

绝对式码盘的规格及分辨率
规格
绝对式码盘的规格与码盘码道数 n 有关；
现在市场上提供从 4道 到 18道都有；
选择
伺服系统要求的分辨率；
考虑机械传动系统的参数。
分辨率（分辨角）α
设绝对式码盘的规格 n 道：
. 光电编码器的特点
1. 非接触测量，无接触磨损，码盘寿命长，精度保证性好；
2. 允许测量转速高，精度较高；。
3. 光电转换，抗干扰能力强；
4. 体积小，便于安装，适合于机床运行环境；
5. 结构复杂，价格高，光源寿命短；
6. 码盘基片为玻璃，抗冲击和抗震动能力差。