傳感器與檢測技術(shù)-4.2 光電碼盤

4.2光電碼盤數(shù)字式傳感器:把輸入量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量輸出優(yōu)點：測量精度和分辨力高，抗干擾能力強，能避免在讀標尺和曲線圖時產(chǎn)生的人為誤差，便于用計算機處理。最簡單的數(shù)字式傳感器是編碼器(ADE)

角度數(shù)字編碼器（碼盤）或直線位移編碼器（碼尺）原理分類：電觸式、電容式、感應(yīng)式和光電式等4.2光電碼盤4.2.1工作原理4.2.2碼盤和碼制4.2.3二進制碼與循環(huán)碼的轉(zhuǎn)換4.2.4應(yīng)用4.2.1工作原理用光電方法把被測角位移轉(zhuǎn)換成以數(shù)字代碼形式表示的電信號的轉(zhuǎn)換部件。1－光源2－柱面鏡3－碼盤4－狹縫5－元件4.2光電碼盤4.2.1工作原理4.2.2碼盤和碼制4.2.3二進制碼與循環(huán)碼的轉(zhuǎn)換4.2.4應(yīng)用4.2.2碼盤和碼制6位二進制碼盤根據(jù)碼盤的起始和終止位置就可確定轉(zhuǎn)角，與轉(zhuǎn)動的中間過程無關(guān)。二進制碼盤主要特點：（1）n位(n個碼道)的二進制碼盤具有2n種不同編碼，稱其容量為2n，其最小分辨力θ1＝3600／2n，它的最外圈角節(jié)距為2θ1；（2）二進制碼為有權(quán)碼，編碼Cn,Cn-1，…，C1對應(yīng)于由零位算起的轉(zhuǎn)角為：（3）碼盤轉(zhuǎn)動中，Ci變化時，所有Cj(j<i)應(yīng)同時變化。二進制碼盤的粗大誤差及消除要求各個碼道刻劃精確，彼此對準，這給碼盤制作造成很大困難。由于微小的制作誤差，只要有—個碼道提前或延后改變，就可能造成輸出的粗大誤差。消除粗大誤差方法： 雙讀數(shù)頭法，循環(huán)碼代替二進制碼 雙讀數(shù)頭的缺點是讀數(shù)頭的個數(shù)增加了一倍。當(dāng)編碼器位數(shù)很多時，光電元件安裝位置也有困難。(a)四位二進制碼盤展開圖(b)采用雙讀數(shù)頭消除粗大誤差的示意圖(1)n位循環(huán)碼碼盤具有2n種不同編碼；(2)循環(huán)碼碼盤具有軸對稱性，其最高位相反，其余各位相同；(3)循環(huán)碼為無權(quán)碼；(4)循環(huán)碼碼盤轉(zhuǎn)到相鄰區(qū)域時，編碼中只有一位發(fā)生變化，不會產(chǎn)生粗誤差。六位的循環(huán)碼碼盤4.2光電碼盤4.2.1工作原理4.2.2碼盤和碼制4.2.3二進制碼與循環(huán)碼的轉(zhuǎn)換4.2.4應(yīng)用4.2.3二進制碼與循環(huán)碼的轉(zhuǎn)換4位二進制碼與循環(huán)碼的對照表二進制碼轉(zhuǎn)換為循環(huán)碼的電路(a)并行變換電路(b)串行變換電路循環(huán)碼轉(zhuǎn)變?yōu)槎M制碼的電路(a)并行變換電路(b)串行變換電路循環(huán)碼是無權(quán)碼，直接譯碼有困難，一般先轉(zhuǎn)換為二進制碼后再譯碼。單盤與多盤編碼器:單盤編碼器:

全部碼道在一個圓盤上，結(jié)構(gòu)簡單，使用方便。但當(dāng)位數(shù)要求增多的情況下，若要求具有很高的分辨力，則制造困難，圓盤直徑也要大。采用幾個碼盤通過機械傳動裝置連成一起的碼盤組，則可大大提高分辨率，而且可以用來測定轉(zhuǎn)速。4.2光電碼盤4.2.1工作原理4.2.2碼盤和碼制4.2.3二進制碼與循環(huán)碼的轉(zhuǎn)換4.2.4應(yīng)用4.2.4應(yīng)用

光學(xué)碼盤測角儀的原理圖1－光源2－大孔徑非球面聚光鏡3－碼盤4－狹縫5－光電元件