數字編碼器李昕穎

第五章數字編碼器知識目標能力目標1.掌握絕對編碼器與增量編碼器的結構。2.掌握各種編碼器的工作原理3.了解編碼器的應用1.會分析并解決工作中出現的問題。2.能自主學習關于編碼器方面的新知識、新技術，并在工作中應用。

一、學習目標一、編碼器的分類二、絕對式編碼器三、增量式編碼器四、應用

目錄5.3數字編碼器按結構形式直線型：測量線位移旋轉型：測量角位移按工作原理碼盤式（絕對編碼器）脈沖式（增量編碼器）一、編碼器的分類

絕對式編碼器一、絕對式編碼器分類

接觸式

光電式

電磁式

絕對式編碼器1、接觸式編碼器

結構：碼盤與電刷組成；碼盤與被測的旋轉軸相連，沿碼盤的徑向安裝幾個電刷，每個電刷分別與碼盤上的對應碼道直接接觸。

角度電刷位置二進制碼對應十進制數0a00000αb000112αc001023αd001034αe010045αf010156αg011067αh011178αi100089αj1001910αk10101011αl10111112αm11001213αn11011314αo11101415αp111115絕對式編碼器二進制碼盤

絕對式編碼器改進的格雷碼碼盤

格雷碼相鄰兩個數之間只有一位變化

二、內光電效應

十進制數二進制數（C）循環碼（R）十進制數二進制數（C）循環碼（R）000000000810001100100010001910011101200100011101010111130011001011101111104010001101210101010501010111131011101160110010114111010017011101001511111000圖5-18循環碼盤表5-2十進制數、直接二進制碼和循環碼對照表二進制與格雷碼的轉換

用R表示格雷碼，用C表示二進制碼二進制碼轉換成格雷碼規則：

將二進制碼與其本身右移一位后并舍去末位的數碼做不進位加法，得到的就是格雷碼

格雷碼轉換成二進制絕對式編碼器2、光電式編碼器

結構：安裝在旋轉軸上的編碼圓盤（碼盤），窄縫以及安裝在圓盤兩邊的光源與光敏元件。3.電磁式編碼器電磁式編碼器是在圓盤上按一定的編碼圖形，做成磁化（磁導率高）區和非磁化區（磁導率低），采用小型磁環或微型馬蹄形磁芯作磁頭，磁頭或磁環緊靠碼盤，但又不與它接觸，每個磁頭上繞兩組繞組，原邊繞組用恒幅恒頻的正弦信號激磁，副邊繞組用作輸出信號，由于副邊繞組上的感應電動勢與整個磁路的磁導有關，因此可以區分狀態“1”和“0”。幾個磁頭同時輸出，就形成了數碼。脈沖盤式編碼器（增量編碼器）的輸出是一系列脈沖，需要一個計數系統對脈沖進行加減(正向或反向旋轉時)累計計數，一般還需要一個基準數據即零位基準，才能完成角位移測量。

2脈沖盤式編碼器

脈沖盤式編碼器是在圓盤上開有內、外兩圈相等角矩的縫隙，內、外圈的相鄰兩縫隙之間的距離錯開半條縫寬。在內外圈之外的某一徑向位置，也開有一縫隙，表示碼盤的零位，碼盤每轉一圈，零位對應的光敏元件就產生一個脈沖，稱為“零位脈沖”。

光欄板上有兩個狹縫，其距離是碼盤上兩個相鄰狹縫距離的四分之一倍，并設置了兩組對應的光敏元件，對應圖中的A、B兩個信號（四分之一間距差保證了兩路信號的相位差為900，便于辨向），C信號代表零位脈沖。

當碼盤隨被測工作軸轉動時，每轉過一個縫隙就發生一次光線明暗的變化，通過光敏元件產生一次電信號的變化，所以每圈碼道上的縫隙數將等于其光敏元件每一轉輸出的脈沖數。利用計數器記錄脈沖數，就能反映碼盤轉過的角度。工作原理光電式編碼器的應用-測轉速頻率法：在給定時間內，使門電路選通，編碼器輸出脈沖允許進入計數器計數。然后由下式求出其轉速：例：設某編碼器的額定工作參數是N＝2048脈沖/轉，在0.2S時間內測得8192個脈沖，求其轉速。解：根據上式有：光電式編碼器的應用-測轉速周期法：通過計數編碼器一個脈沖間隔內（半個脈沖周期）標準時鐘脈沖個數來計算其轉速，因此，要求時鐘脈沖的頻率必須高于編碼器脈沖的頻率例：設某編碼器的額定工作參數為N＝1024脈沖/轉，標準時鐘脈沖周期T＝10－6