傳感器與檢測(cè)技術(shù)-4.2 光電碼盤(pán)

4.2光電碼盤(pán)數(shù)字式傳感器:把輸入量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量輸出優(yōu)點(diǎn)：測(cè)量精度和分辨力高，抗干擾能力強(qiáng)，能避免在讀標(biāo)尺和曲線圖時(shí)產(chǎn)生的人為誤差，便于用計(jì)算機(jī)處理。最簡(jiǎn)單的數(shù)字式傳感器是編碼器(ADE)

角度數(shù)字編碼器（碼盤(pán)）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(pán)4.2.1工作原理4.2.2碼盤(pán)和碼制4.2.3二進(jìn)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(cè)角位移轉(zhuǎn)換成以數(shù)字代碼形式表示的電信號(hào)的轉(zhuǎn)換部件。1－光源2－柱面鏡3－碼盤(pán)4－狹縫5－元件4.2光電碼盤(pán)4.2.1工作原理4.2.2碼盤(pán)和碼制4.2.3二進(jìn)制碼與循環(huán)碼的轉(zhuǎn)換4.2.4應(yīng)用4.2.2碼盤(pán)和碼制6位二進(jìn)制碼盤(pán)根據(jù)碼盤(pán)的起始和終止位置就可確定轉(zhuǎn)角，與轉(zhuǎn)動(dòng)的中間過(guò)程無(wú)關(guān)。二進(jìn)制碼盤(pán)主要特點(diǎn)：（1）n位(n個(gè)碼道)的二進(jìn)制碼盤(pán)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(jìn)制碼為有權(quán)碼，編碼Cn,Cn-1，…，C1對(duì)應(yīng)于由零位算起的轉(zhuǎn)角為：（3）碼盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)中，Ci變化時(shí)，所有Cj(j<i)應(yīng)同時(shí)變化。二進(jìn)制碼盤(pán)的粗大誤差及消除要求各個(gè)碼道刻劃精確，彼此對(duì)準(zhǔn)，這給碼盤(pán)制作造成很大困難。由于微小的制作誤差，只要有—個(gè)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(jìn)制碼 雙讀數(shù)頭的缺點(diǎn)是讀數(shù)頭的個(gè)數(shù)增加了一倍。當(dāng)編碼器位數(shù)很多時(shí)，光電元件安裝位置也有困難。(a)四位二進(jìn)制碼盤(pán)展開(kāi)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(pán)具有2n種不同編碼；(2)循環(huán)碼碼盤(pán)具有軸對(duì)稱性，其最高位相反，其余各位相同；(3)循環(huán)碼為無(wú)權(quán)碼；(4)循環(huán)碼碼盤(pán)轉(zhuǎn)到相鄰區(qū)域時(shí)，編碼中只有一位發(fā)生變化，不會(huì)產(chǎn)生粗誤差。六位的循環(huán)碼碼盤(pán)4.2光電碼盤(pán)4.2.1工作原理4.2.2碼盤(pán)和碼制4.2.3二進(jìn)制碼與循環(huán)碼的轉(zhuǎn)換4.2.4應(yīng)用4.2.3二進(jìn)制碼與循環(huán)碼的轉(zhuǎn)換4位二進(jìn)制碼與循環(huán)碼的對(duì)照表二進(jìn)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(jìn)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(wú)權(quán)碼，直接譯碼有困難，一般先轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制碼后再譯碼。單盤(pán)與多盤(pán)編碼器:單盤(pán)編碼器:

全部碼道在一個(gè)圓盤(pán)上，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(pán)直徑也要大。采用幾個(gè)碼盤(pán)通過(guò)機(jī)械傳動(dòng)裝置連成一起的碼盤(pán)組，則可大大提高分辨率，而且可以用來(lái)測(cè)定轉(zhuǎn)速。4.2光電碼盤(pán)4.2.1工作原理4.2.2碼盤(pán)和碼制4.2.3二進(jìn)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(pán)測(cè)角儀的原理圖1－光源2－大孔徑非球面聚光鏡3－碼盤(pán)4－狹縫5－光電元件