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传感器知识

1、光电编码器是一种角度(角速度)检测装置,通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。具有体积小,精度高,工作可靠.接口数字化等优点。它广泛应用于数控机床、回转台、伺服传动、机器人、雷达、军事目标测定等需要检测角度的装置和设备中。光电编码器是由光栅盘和光电检测装置组成。光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个长方形孔。由于光电码盘与电动机同轴,电动机旋转时,光栅盘与电动机同速旋转,经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号,其原理示意图如图,所示;通过计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机的转速。

2、光电编码器分类
 根据检测原理,编码器分为光学式、磁式、感应式和电容式。根据其刻度方法及信号输出形式,可分为增量式、绝对式以及混合式三种。
2.1 增量式编码器
增量式编码器是直接利用光电转换原理输出三组方波脉冲A、B和Z相;每转过一个单位,编码器就输出一个脉冲,故称之为增量式。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。增量式编码器输出信号有长线输出,开集输出,电压输出,推拉互补输出四种方式。机械结构上分的话有中空轴和带轴编码器,可以满足各种不同的应用场合。
2.2 绝对式编码器
绝对编码器是直接输出数字量的传感器,在它的圆形码盘上沿径向有若干同心码道,每条道上由透光和不透光的扇形区相间组成,相邻码道的扇区数目是双倍关系,码盘上的码道数就是它的二进制数码的位数,在码盘的一侧是光源,另一侧对应每码一码道有一光敏元件;当码盘处于不同位置时,各光敏元件根据受光照与否转换出相应的电平信号,形成二进制数。这种编码器的特点是不要计数器,在转轴的任意位置都可读出一个固定的与位置相对应的数字码。以某一点为参考原点,数据线始终输出编码器轴的当前位置偏离原点的距离的数据信息,是称绝对式编码器。比如,一款10位BCD码输出的编码器分辨率为360C/T,那么每个单位对应1°,如果轴偏离原点一个单位,也就是处在1°的位置,那么输出0000000001,如果偏离50°的位置,那么输出就是0001010000.
绝对式编码器与增量式编码器不同之处在于圆盘上透光、不透光的线条图形,绝对编码器可有若干编码,根据读出码盘上的编码,检测绝对位置。由于这样的特点,绝对式编码器非常适合应用在跑轨迹的场合。它的特点:总是输出当前角度坐标的绝对值;没有累积误差;电源切除后位置信息不会丢失。但是分辨率是由二进制的位数来决定的,也就是说精度取决于位数,目前有10位、14位、25位等多等。
2.3 混合式绝对值编码器
混合式绝对值编码器,它输出两组信息:一组信息用于检测磁极位置,带有绝对信息功能;另一组则完全同增量式编码器的输出信息。若从输出信号的编码方式来分类的话,有BCD码、GRAY码和2进制码输出;从输出方式来划分的话并行输出和串行输出;从分辨率来划分,有从8位到36位不等。此外,绝对式编码器还有单圈和多圈之分。

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