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倍加福编码器给你分析增量式编码器
来源: 发布时间:2017-07-2182

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倍加福编码器分析增量式编码器的内部结构和工作原理


增量式编码器主要由光源、码盘、检测光栅、光电检测器件和转换电路组成,如图所示:


码盘上刻有节距相等的辐射状透光缝隙,相邻两个透光缝隙之间代表一个增量周期;检测光栅上刻有A、B两组与码盘相对应的透光缝隙,用以通过或阻挡光源和光电检测器件之间的光线。
它们的节距和码盘上的节距相等,并且两组透光缝隙错开1/4节距,使得光电检测器件输出的信号在相位上相差90°电度角。当码盘随着被测转轴转动时,检测光栅不动,光线透过码盘和检测光栅上的透过缝隙照射到光电检测器件上,光电检测器件就输出两组相位相差90°电度角的近似于正弦波的电信号。


增量式编码器利用光电转换原理将电信号经过转换电路的信号处理后,输出三组方波脉冲A、B和Z相。A、B两组脉冲相位差90?,从而可方便地判断出旋转方向。编码器轴转一圈会输出固定的脉冲,脉冲数由编码器光栅的线数决定。需要提高分辩率时,可利用90度相位差的A、B两路信号进行倍频或更换高分辩率编码器。


Z相为每转一个脉冲,用于基准点定位。它的优点是原理构造简单,机械平均寿命可在几万小时以上,抗干扰能力强,可靠性高,适合于长距离传输。其缺点是无法输出轴转动的绝对位置信息。
A、B两点对应两个光敏接受管,A、B两点间距为S2,角度码盘的光栅间距分别为S0和S1。通过输出波形图可知每个运动周期的时序。


我们把当前的A、B输出值保存起来,与下一个A、B输出值做比较,就可以轻易的得出角度码盘的运动方向。如果光栅格S0等于S1时,也就是S0和S1弧度夹角相同,且S2等于S0的1/2,那么可得到此次角度码盘运动位移角度为S0弧度夹角的1/2,除以所消耗的时间,就得到此次角度码盘运动位移角速度。
S0等于S1时,且S2等于S0的1/2时,1/4个运动周期就可以得到运动方向位和位移角度,如果S0不等于S1,S2不等于S0的1/2,那么要1个运动周期才可以得到运动方向位和位移角度了。我们常用的鼠标也是这个原理。

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