光学编码器的工作原理

光学编码器：工作原理

光学编码器是工业自动化中最常见的类型。 它利用光以非常高的精度检测树的角度位置，并且无需物理接触。

主要组件

1. 光源 (LED)： 红外 LED 向磁盘发射一束准直光束。 选择红外线可以减少环境光的干扰。
1. 编码器盘（码盘）：带有不透明和透明标记图案的玻璃或塑料盘。 该模式决定编码类型（等距行增量编码、格雷码绝对编码或二进制编码）。
1. 光电探测器： 位于圆盘后面的光电二极管或光电晶体管检测穿过透明区域的光。 它们产生与光强度成比例的电信号。
1. 调节电子器件： ASIC 电路放大光电探测器的模拟信号，将其转换为具有精确阈值的数字方波，并将其格式化为所需的输出（TTL、线路驱动器、推挽）。

阅读过程

当轴旋转时，圆盘随之旋转。 不透明区域阻挡光线，透明区域让光线通过。 光电探测器生成正弦信号，该信号被转换为数字脉冲。 两个相距 90°（正交）的传感器可以确定旋转方向。

光学技术的优势

• 高分辨率： 单圈高达 65,536 ppr（16 位）
• 无机械接触：无磨损，几乎无限的寿命
• 出色的线性度： 精密编码器误差 < ±0.01°
• 高频响应：高达 300 kHz

限制

• 对污染的敏感性（光盘上的灰尘）
• 与磁性相比，温度范围有限
• 施工复杂性更高

理想的应用

数控机床、机器人、精密测量仪器、视觉系统、机动相机、卫星天线。