增量型光电编码器是一种较常用的增量编码器,它主要由玻璃码盘、发光管、光电接式接收管和整形电路组成。玻璃码盘的结构如图1所示,它从外往内分作3环,依次为A环、B环和Z环,各环中的黑色部分不透明,白色部分透明可通过光线,玻璃码盘中间安装转轴,与伺服电动机同步旋转。

增量型编码器有几种类型(轻松简单搞明白增量式编码器的原理)(1)

图1

增量型光电编码器的结构与工作原理如图2所示。

增量型编码器有几种类型(轻松简单搞明白增量式编码器的原理)(2)

图2

编码器的发光管发出光线照射玻璃码盘,光线分别透过A、B环的透明孔照射A、B相光电接收管,从而得到A、B相脉冲,脉冲经放大整形后输出,由于A、B环透明孔交错排列,故得到的A、B相脉冲相位相差90°。Z环只有一个透明孔,码盘旋转一周时只产生1个脉冲,该脉冲称为Z脉冲(零位脉冲),用来确定码盘的起始位置。

通过增量型光电编码器可以检测伺服电动机的转向、转速和位置。由于A、B环上的透明孔是交错排列,如果码盘正转时A环的某孔超前B环的对应孔,编码器得到的A相脉冲相位较B相脉冲超前,码盘反转时B环就较A环孔超前,B相脉冲就超前A相脉冲,因此了解A、B相脉冲情况就能够判断出码盘的转向(即伺服电机的转向)。如果码盘A环上有100个透明孔,码盘旋转一周,编码器就会输出100个A相脉冲;如果码盘1秒钟转10转,输出10个脉冲,,编码器就会输出1000个A相脉冲,即输出脉冲频率为1KHZ;码盘每秒钟转50转,编码器就会输出5000个相脉冲,输出脉冲频率为5KHZ;因此了解编码器的输出脉冲的频率就能够知道电动机的转速。如果码盘转一周会产生100个脉冲,从第一个Z相脉冲产生开始计算,若编码器产生25个脉冲,表明电动机已经转到四分之一圈位置处;若编码器输出1000个脉冲,表明电机已经转动10周。

注意:工程术语中的分辨率,即编码器旋转一周产生的脉冲个数成为分辨率,它与码盘A、B环上的透光孔数目有关,透光孔数目越多,旋转一周产生的脉冲数越多,编码器分辨率越高。

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