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倍加福編碼器分析增量式編碼器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理

增量式編碼器主要由光源、碼盤(pán)、檢測(cè)光柵、光電檢測(cè)器件和轉(zhuǎn)換電路組成，如圖所示：

碼盤(pán)上刻有節(jié)距相等的輻射狀透光縫隙，相鄰兩個(gè)透光縫隙之間代表一個(gè)增量周期；檢測(cè)光柵上刻有A、B兩組與碼盤(pán)相對(duì)應(yīng)的透光縫隙，用以通過(guò)或阻擋光源和光電檢測(cè)器件之間的光線(xiàn)。
它們的節(jié)距和碼盤(pán)上的節(jié)距相等，并且兩組透光縫隙錯(cuò)開(kāi)1/4節(jié)距，使得光電檢測(cè)器件輸出的信號(hào)在相位上相差90°電度角。當(dāng)碼盤(pán)隨著被測(cè)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，檢測(cè)光柵不動(dòng)，光線(xiàn)透過(guò)碼盤(pán)和檢測(cè)光柵上的透過(guò)縫隙照射到光電檢測(cè)器件上，光電檢測(cè)器件就輸出兩組相位相差90°電度角的近似于正弦波的電信號(hào)。

增量式編碼器利用光電轉(zhuǎn)換原理將電信號(hào)經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換電路的信號(hào)處理后，輸出三組方波脈沖A、B和Z相。A、B兩組脈沖相位差90?，從而可方便地判斷出旋轉(zhuǎn)方向。編碼器軸轉(zhuǎn)一圈會(huì)輸出固定的脈沖，脈沖數(shù)由編碼器光柵的線(xiàn)數(shù)決定。需要提高分辯率時(shí)，可利用90度相位差的A、B兩路信號(hào)進(jìn)行倍頻或更換高分辯率編碼器。

Z相為每轉(zhuǎn)一個(gè)脈沖，用于基準(zhǔn)點(diǎn)定位。它的優(yōu)點(diǎn)是原理構(gòu)造簡(jiǎn)單，機(jī)械平均壽命可在幾萬(wàn)小時(shí)以上，抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高，適合于長(zhǎng)距離傳輸。其缺點(diǎn)是無(wú)法輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)的位置信息。
A、B兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)兩個(gè)光敏接受管，A、B兩點(diǎn)間距為S2,角度碼盤(pán)的光柵間距分別為S0和S1。通過(guò)輸出波形圖可知每個(gè)運(yùn)動(dòng)周期的時(shí)序。

我們把當(dāng)前的A、B輸出值保存起來(lái)，與下一個(gè)A、B輸出值做比較，就可以輕易的得出角度碼盤(pán)的運(yùn)動(dòng)方向。如果光柵格S0等于S1時(shí)，也就是S0和S1弧度夾角相同，且S2等于S0的1/2，那么可得到此次角度碼盤(pán)運(yùn)動(dòng)位移角度為S0弧度夾角的1/2，除以所消耗的時(shí)間，就得到此次角度碼盤(pán)運(yùn)動(dòng)位移角速度。
S0等于S1時(shí)，且S2等于S0的1/2時(shí)，1/4個(gè)運(yùn)動(dòng)周期就可以得到運(yùn)動(dòng)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個(gè)運(yùn)動(dòng)周期才可以得到運(yùn)動(dòng)方向位和位移角度了。我們常用的鼠標(biāo)也是這個(gè)原理。

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