对光电测速码盘的理解

光电码盘

1．位置测量光电编码器位置测量动画演示
2．转速测量
光电编码器转速测量动画演示
3.在伺服电机中的应用
应用方面：
•转速测量 •转子磁极位置测量 •角位移测量
End the 4.2
光电码盘演示
4个电刷
4位二进制码盘 +5V输入公共码道最小分辨角度为 α=360°/2n
二进制码存在的问题：
（1）提高分辨力困难。
例如：二进制码盘，为了达到1〞左右的分辨力，
பைடு நூலகம்
需要采用20位以上的码盘，若码盘直径是400mm
时，其外圈分度间隔仅1um左右，这不仅要求刻划精确，而且要彼此对准，这在加工上非常困难。
2.循环码代替二进制码
(1)n位循环码码盘具有2n种不同编码； (2)循环码码盘具有轴对称性，其最高位相反，其余各位相同； (3)循环码为无权码； (4)循环码码盘转到相邻区域时，编码中只有一位发生变化，不会产生粗误差。
6位循环码码盘
4.2.3 二进制码与循环码的转换
4位二进制码与循环码的对照表
光电码盘是由光学玻璃制成，在上面刻有许多同心码道，每个码道上都有按一定规律排列的透光码盘的构造和不透光部分，也就是亮区和暗区。
工作时，光投射在码盘上，码盘随运动物体一起旋转，透过亮区的光经过狭缝后由光敏元件接受，光敏元件的排列与码道一一对应，对于亮区和暗区的光敏元件输出的信号，前者为“1”，后者为“ 0”，当码盘旋转在不同位置时，光敏元件输出信号的 1－光源 2－柱面镜 3－码盘 4－狭缝 5－光电元件组合反映出一定规律的数字量，代表了码盘轴的角位移。
（2）由于是有权码，所以存在粗误差。所谓粗误差参见下图所示，这是一个四位二进制码盘展开图（图a)。当读数狭缝处于AA位置时，正确读数0111（十进制7）。若码道暗区做的太短，就会误读成1111（十进制15，相当8个间隔）；反之若暗区做得太长，当狭缝处于 A’A’位置时，就会将1000（十进制8）读成0000（十进制0，也相等8个间隔），这就是粗误差。

光电码盘的工作原理

光电码盘的工作原理
光电码盘，又称光栅码盘，是一种可以捕捉和计算传动轴的位置、速度和角度位置的装置，它是由光源、编码盘和光电传感器组成的。

其工作原理是，当编码盘旋转时，光源把形成的照射到反光条纹上，光电传感器会通过检测折射到电路板上的光信号来捕捉到反光条纹
上的编码信息，从而得到传动轴的位置和转速信息。

编码盘可以由各种编码器制成，最常见的是分别有分离式编码器、电子编码器、激光编码器和涡轮编码器。

其中，分离式编码器采用光学原理，通过光源和光电传感器的交替照射到反光条码上，从而实现位置的检测；而电子编码器是在编码盘上用电磁磁珠和磁铁组成激励电路，利用传感器原理，得到编码盘的信号；激光编码器是在编码盘上安装激光发射器，从而利用激光发射出的条纹反射到反光板上，采集反射的信号；涡轮编码器是通过安装在轴上的涡轮来获取信号，以保证轴自转时可以产生信号；最后，有些编码器可以实现磁铁检测，从而得到编码信号。

光电码盘可以为智能机器、工业机器和家用电器提供位置、速度和角度数据，使它们能够根据预设的程序进行精确操作。

- 1 -。

光电编码器的原理及应用

光电编码器的原理及应用
光电编码器是一种用于测量角度的测量仪器，可以把一个转动角度转
换成实际度量值。

它把一个回转角度的变化转换成一个具有连续性的数字
脉冲，它包括一个旋转的轮轴，带有光学编码器的特定的探头，以及一个
电子装置，用于记录探头的位置并输出一个脉冲序列。

光电编码器以诸如电子排队机、汽车娱乐设备等自动设备的控制和定
位等方式被广泛使用。

它的最主要功能是检测所有移动的部分，例如舵机、轴承、机床，以及其他转动设备，以确定应用程序的位置。

它们还可以用
于检测物体的变化和测量其旋转角度，或用于监控和控制系统的简单旋转
设备，如伺服转盘、转子、旋转轴等。

一种典型的光电编码器由一个线性光电编码器和一个电子处理部件组成，其中线性光电编码器包括一个固定的光源和一个可变的探头。

光源可
以是激光系统、LED系统或其他设备，其精度可以达到1/1000倍。

探头
可以是电子芯片，如玻璃探头、石英探头等。

当光源照射探头时，可以产
生一个电流脉冲，该脉冲可以被电子处理器用于记录特定角度的位置，经
过必要的转换后，可以将芯片探测到的角度变化输出为实际角度值。

尽管有些简单的产品只包括光源和探头。

光电码盘

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双通道编码器输出脉冲之间相差为90 。双通道编码器输出脉冲之间相差为 90º。能使接收脉冲的 90 电子设备接收轴的旋转感应信号，电子设备接收轴的旋转感应信号，因此可用来实现双向的定位控制；另外，定位控制；另外，三通道增量型旋转编码器每一圈产生一个称之为零位信号的脉冲。个称之为零位信号的脉冲。
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4.2.3 二进制码与循环码的转换
4位二进制码与循环码的对照表位二进制码与循环码的对照表
Y = A B + AB = A ⊕ B
遵循输入取值不同为“1”,取值相同为 0”的规取值相同为“ 遵循输入取值不同为“1”,取值相同为“0”的规输入取值不同为律
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C n = Rn C i = C i +1 ⊕ Ri Ri = C i +1 ⊕ C i
= ∑ i ×r a
i=−m
n−1
i
10
误差问题?? 误差问题
1）编码器的精度取决于码盘的精度，分辨率则决编码器的精度取决于码盘的精度精度，定于码道的数目。定于码道的数目数目。措施：措施：需要增大码盘的尺寸以容纳更多的码道（对工艺提出很高要求），易产生衍射。对工艺提出很高要求），易产生衍射。），易产生衍射 2）同步困难：相邻两码之间若有一个码道提前或延）同步困难：后，会造成读码误差。会造成读码误差。
例如--对于一个刻划直径为400mm 20位码盘 400mm的位码盘，例如--对于一个刻划直径为400mm的20位码盘，其外圈分
划间隔不到1.2μm 划间隔不到1.2μm
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多盘编码器：多盘编码器：
采用几个码盘通过机械传动装置连成一起的码盘组，采用几个码盘通过机械传动装置连成一起的码盘组，则可大大提高分辨率，而且可以用来测定转速。大大提高分辨率，而且可以用来测定转速。

光电码盘的工作原理

光电码盘的工作原理一、光电码盘的定义和作用光电码盘是一种用于测量角度和位置的装置，它通过光电传感器和码盘相互配合，能够将角度或位置信息转换为电信号输出。

在许多机械设备和自动化系统中，光电码盘被广泛应用于位置控制、导航和测量等方面。

二、光电码盘的组成结构光电码盘主要由光电传感器和码盘两部分组成。

2.1 光电传感器光电传感器是光电码盘的核心组件，它能够将光信号转换为电信号。

光电传感器通常由发光二极管（LED）和光敏二极管（Photodiode）组成。

发光二极管负责发射光信号，而光敏二极管则负责接收光信号，并将其转换为电信号输出。

2.2 码盘码盘是光电码盘的另一个重要组成部分，它通常由光栅、编码圆盘和标尺组成。

光栅是由透光和不透光的条纹交错排列而成，通过光栅的运动来改变光敏二极管接收到的光信号。

编码圆盘是固定在光电传感器上的圆形盘片，上面刻有一系列的条纹，用于与光栅配合，产生特定的光信号。

标尺是固定在被测量物体上的刻度尺，用于测量角度或位置。

三、光电码盘的工作原理光电码盘的工作原理可以分为以下几个步骤：3.1 发光二极管发射光信号当电流通过发光二极管时，发光二极管会发射出可见光信号。

这些光信号通过光栅和编码圆盘的相互配合，在光栅上产生一系列的光斑。

3.2 光栅与编码圆盘的运动被测量物体的运动会带动光栅和编码圆盘的运动。

光栅和编码圆盘之间的相对运动会改变光斑的位置和形状。

3.3 光敏二极管接收光信号光栅上的光斑会被光敏二极管接收到。

光敏二极管的光敏区域会根据光斑的位置和形状产生不同的电信号。

3.4 电信号转换和处理光敏二极管产生的电信号会经过放大、滤波和数字化处理等步骤，最终转换为可供计算机或控制器读取和处理的数字信号。

四、光电码盘的优势和应用领域光电码盘具有以下几个优势：1.高精度：光电码盘能够实现高精度的位置测量，通常精度可达到几个角秒。

2.高速度：光电码盘的测量速度非常快，能够满足高速运动的要求。

光电编码器详解

光电编码器光电编码器，是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。

这是目前应用最多的传感器，光电编码器是由光栅盘和光电检测装置组成。

根据检测原理，编码器可分为光学式、磁式、感应式和电容式。

根据其刻度方法及信号输出形式，可分为增量式、绝对式以及混合式三种。

绝对脉冲编码器:APC 增量脉冲编码器:SPC1.光电编码器原理光电编码器，是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。

这是目前应用最多的传感器，光电编码器是由光栅盘和光电检测装置组成。

光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个长方形孔。

由于光电码盘与电动机同轴，电动机旋转时，光栅盘与电动机同速旋转，经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号，其原理示意图如图1所示；通过计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机的转速。

此外，为判断旋转方向，码盘还可提供相位相差90°的脉冲信号。

1.1 增量式编码器增量式编码器是直接利用光电转换原理输出三组方波脉冲A、B和Z相；A、B两组脉冲相位差90，从而可方便地判断出旋转方向，而Z相为每转一个脉冲，用于基准点定位。

增量式光电编码器的特点是每产生一个输出脉冲信号就对应于一个增量位移，但是不能通过输出脉冲区别出在哪个位置上的增量。

它能够产生与位移增量等值的脉冲信号，其作用是提供一种对连续位移量离散化或增量化以及位移变化（速度）的传感方法，它是相对于某个基准点的相对位置增量，不能够直接检测出轴的绝对位置信息。

一般来说，增量式光电编码器输出A、B两相互差 90度角的脉冲信号（即所谓的两组正交输出信号），从而可方便地判断出旋转方向。

同时还有用作参考零位的Z相标志（指示）脉冲信号，码盘每旋转一周，只发出一个标志信号。

标志脉冲通常用来指示机械位置或对积累量清零。

增量式光电编码器主要由光源、码盘、检测光栅、光电检测器件和转换电路组成。

码盘上刻有节距相等的辐射状透光缝隙，相邻两个透光缝隙之间代表一个增量周期；检测光栅上刻有A、B两组与码盘相对应的透光缝隙，用以通过或阻挡光源和光电检测器件之间的光线。

光电码盘的基本概念及特点

光电码盘的基本概念及特点光电码盘的基本概念及特点光电码盘是一种常用于测量和控制设备中的元件，其具有以下特点：1.高精度：光电码盘使用光电效应和光学传感器进行测量，具有较高的精度，常用于需要精确测量和定位的应用领域。

2.非接触式：光电码盘通过光学原理进行测量，不需要与被测量物体直接接触，因此可以避免由于接触引起的摩擦和磨损问题，提高测量的可靠性和寿命。

3.快速响应：光电码盘采用光学传感器进行测量，信号传输速度较快，能够实时获取被测量物体的位置和运动状态，适用于高速运动控制系统。

4.多功能：光电码盘可以实现多种功能，例如位置测量、速度测量、角度测量等，可以根据不同的应用需求灵活选择光电码盘的类型和配置。

5.抗干扰能力强：光电码盘具有较高的抗干扰能力，可以在复杂的工作环境中稳定工作，不受外界光源、振动等干扰因素的影响。

6.易于安装和使用：光电码盘通常具有简单的结构和紧凑的设计，易于安装在各种设备上，并且具有友好的用户界面和操作方法，方便用户进行调试和使用。

7.长寿命：光电码盘采用光学传感器进行测量，光源和传感器的使用寿命较长，具有较高的可靠性和稳定性，能够长时间稳定工作。

综上所述，光电码盘具有高精度、非接触式、快速响应、多功能、抗干扰能力强、易于安装和使用以及长寿命等特点，广泛应用于工业自动化、仪器仪表、机械制造等领域。

光电码盘的应用领域光电码盘由于其特点，在各个领域都有广泛的应用，其中包括但不限于以下几个方面：工业自动化•位置控制：光电码盘可以测量和反馈设备的位置信息，用于控制机器人、自动化生产线等设备的位置和运动状态。

•速度控制：光电码盘可以测量到设备的运动速度，用于控制设备的转速和加减速过程。

•姿态测量：光电码盘可以用于测量设备的倾斜角度和旋转角度，用于控制机械臂、航空航天设备等的姿态和运动。

仪器仪表•测量仪器：光电码盘可以用于精确测量物体的长度、角度等参数，例如用于测量坐标测量仪、角度测量仪等。

光电编码器原理及应用电路

光电编码器原理及应用电路————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：光电编码器原理及应用电路1.光电编码器原理光电编码器，是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。

这是目前应用最多的传感器，光电编码器是由光栅盘和光电检测装置组成。

光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个长方形孔。

由于光电码盘与电动机同轴，电动机旋转时，光栅盘与电动机同速旋转，经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号，其原理示意图如图1所示；通过计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机的转速。

此外，为判断旋转方向，码盘还可提供相位相差90度的脉冲信号。

图1 光电编码器原理示意图根据检测原理，编码器可分为光学式、磁式、感应式和电容式。

根据其刻度方法及信号输出形式，可分为增量式、绝对式以及混合式三种。

1.1增量式编码器增量式编码器是直接利用光电转换原理输出三组方波脉冲A、B和Z相；A、B两组脉冲相位差90度的脉冲信号，Z相为每转一个脉冲，用于基准点定位。

它的优点是原理构造简单，机械平均寿命可在几万小时以上，抗干扰能力强，可靠性高，适合于长距离传输。

其缺点是无法输出轴转动的绝对位置信息。

1.2绝对式编码器绝对编码器是直接输出数字量的传感器，在它的圆形码盘上沿径向有若干同心码道，每条道上由透光和不透光的扇形区相间组成，相邻码道的扇区数目是双倍关系，码盘上的码道数就是它的二进制数码的位数，在码盘的一侧是光源，另一侧对应每一码道有一光敏元件；当码盘处于不同位置时，各光敏元件根据受光照与否转换出相应的电平信号，形成二进制数。

这种编码器的特点是不要计数器，在转轴的任意位置都可读出一个固定的与位置相对应的数字码。

显然，码道越多，分辨率就越高，对于一个具有N位二进制分辨率的编码器，其码盘必须有N条码道。

光电码盘实现速度反馈的原理

1）、光电码盘：主要用来测量机器人小车车轮的转速，构成机器人速度的闭环反馈。

2）、组成：光发射器，光探测器
3）、原理：在光源led照射下，通过光电码盘的盘缝，不断地输出光电脉冲信号。

光电码盘固定在电机轴上，输出两路正交脉冲，通过两路的正交脉冲，从而可以向微控制器提供速度大小及方向的反馈。

（通过一路光电脉冲可测得转速，通过两路正交脉冲可实现测得转向）比如当电机顺时针转动时，A相脉冲超前B相；当电机逆时针转动时，B相脉冲超前A相。

4）、测速方法
M测速法：在T时间内，脉冲发生器每转动一周产生的脉冲数为P，测得的脉冲数为M。

则电机每分钟的转速为：
N=60*M/P*T
这种方法只适用于转速较高的场合，当转速较低时误差比较大。

为了弥补M法测低速误差比较大的问题进行改进：
分两路光电脉冲输入：一路是四倍频电路（因此可实现测低速误差较小）；另一路是正交编码脉冲（用于鉴相，并加了一个清零信号，实现变相清零）。

转速测量方法

转速测量方法可以分为两类，一类是直接法，即直接观测机械或者电机的机械运动，测量特定时间内机械旋转的圈数，从而测出机械运动的转速；另一类是间接法，即测量由于机械转动导致其他物理量的变化，从这些物理量的变化与转速的关系来得到转速。

同时从测速仪是否与转轴接触又可分为接触式，非接触式。

目前国内外常用的测速方法有光电码盘测速法、霍尔元件测速法、离心式转速表测速法、测速发电机测速法、漏磁测速法、闪光测速法和振动测速法。

1．光电码盘测速法这是通过测出转速信号的频率或周期来测量电机转速的一种无接触测速法。

光电码盘安装在转子端轴上，随着电机的转动，光电码盘也跟着一起转动，如果有一个固定光源照射在码盘上，则可利用光敏元件来接受光，接收到光的次数就是码盘的编码数。

若编码数为l，测量时间为t，测量到的脉冲数为N，则转速n=(N/t*l)*60。

2．霍尔元件测速法利用霍尔开关元件测转速的。

霍尔开关元件内含稳压电路、霍尔电势发生器、放大器、施密特触发器和输出电路。

输出电平与TTL电平兼容，在电机转轴上装一个圆盘，圆盘上装若干对小磁钢，小磁钢越多，分辨率越高，霍尔开关固定在小磁钢附近，当电机转动时，每当一个小磁钢转过霍尔开关，霍尔开关便输出一个脉冲，计算出单位时间的脉冲数，即可确定旋转体的转速。

3．离心式测速法离心式转速表是利用物体旋转时产生的离心力来测量转速的。

当离心式转速表的转轴随被测物体转动时，离心器上的重物在惯性离心力作用下离开轴心，并通过传动系统带动指针回转。

当指针上的弹簧反作用力矩和惯性离心力矩相平衡时，指针停止在偏转后所指示的刻度值处，即为被测转速值。

这就是离心式转速表的原理。

测转速时，转速表的端头要插入电机转轴的中心孔内，转速表的轴要与电机的轴保持同心，否则易响准确读数。

4．测速发电机测转速利用直流发电机的电枢电动势E与发电机的转速成正比的这一关系测量转速。

测转速时，测速发电机连接到被测电机的轴端，将被测电机的机械转速变换为电压信号输出，在输出端接一个刻度以转速为单位的电压表，即可读出转速。

光电编码器的原理及应用

以6位二进制码盘例：对于6位二进制码盘，最内圈码盘一半透光，一半不透光，最外圈一共分成26=64个黑白间隔。每一个角度方位对应于不同的编码。例如零位对应于000000 （全黑）；第23个方位对应于010111。这样在测量时，只要根据码盘的起始和终止位置，就可以确定角位移，而与转动的中间过程无关。一个n位二进制码盘的最小分辨率，即能分辨的角度为α=360°/2n，一个6位二进制码盘，其最小分辨的角度α≈5.6°。
增量式编码器综述
特点: 数字编码, 根据旋转角度输出脉冲信号
根据旋转脉冲数量可以转换为速度
选型:
2048)
- 旋转一周对应的脉冲数 ((TTL, HTL, push-pull mode) - 电压类型 (5V, 24V) - 最大分辨率
优点: - 分辨能力强
绝对编码器光码盘上有许多道光通道刻线，每道刻线依次以 2线、4线、8线、16 线……编排，这样，在编码器的每一个位置，通过读取每道刻线的通、暗，获得一组从2的零次方到2的n-1 次方的唯一的2进制编码(格雷码)，这就称为n位绝对编码器。这样的编码器是由光电码盘的机械位置决定的，它不受停电、干扰的影响。绝对编码器由机械位置决定的每个位置是唯一的，它无需记忆，无需找参考点，而且不用一直计数，什么时候需要知道位置，什么时候就去读取它的位置。这样，编码器的抗干扰特性、数据的可靠性大大提高了。
绝对式旋转编码器的原理图
• 组成：由安装在旋转轴上的编码圆盘（码盘）、窄缝以及安装在圆盘两边的光源和光敏元件等组成。
• 原理：码盘由光学玻璃制成，其上刻有许多同心码道，每位码道上都有按一定规律排列的透光和不透光部分，即亮区和暗区。当光源将光投射在码盘上时，转动码盘，通过亮区的光线经窄缝后，由光敏元件接收。光敏元件的排列与码道一一对应，对应于亮区和暗区的光敏元件输出的信号，前者为“1”，后者为“0”。当码盘旋至不同位置时，光敏元件输出信号的组合，反映出按一定规律编码的数字量，代表了码盘轴的角位移大小。

光电编码器在测速系统中的应用

光电编码器在测速系统中的应用【摘要】：光电编码器是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器，这是目前应用最多的传感器之一。

【关键词】：光电编码器；DSP；测速1. 光电编码器的基本原理光电编码器，是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器，这是目前应用最多的传感器之一。

光电编码器每转输出600个脉冲，五线制。

其中两根为电源线，三根为脉冲线(A相、B相、Z)。

电源的工作电压为（+5～+24V）直流电源。

光电编码器是由光栅盘和光电检测装置组成。

光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个长方形孔。

由于光电码盘与电动机同轴，电动机旋转时，光栅盘与电动机同速旋转，经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号。

光电编码器的工作原理如图 1 所示，在圆盘上有规则地刻有透光和不透光的线条，在圆盘两侧，安放发光元件和光敏元件。

当圆盘旋转时，光敏元件接收的光通量随透光线条同步变化，光敏元件输出波形经过整形后变为脉冲，码盘上有相标志，每转一圈输出一个脉冲。

此外，为判断旋转方向，码盘还可提供相位相差为90 的两路脉冲信号。

A线用来测量脉冲个数,B线与A线配合可测量出转动方向，N为电机转速。

Δn=ND测-ND 理，如图1所示。

2. 光电编码器的测速原理采用光电编码器完成反馈控制的原理如图2所示。

光电编码器与电动机主轴直接联接，从而使编码器转速与电机完全一致。

其工作原理是: 光电编码器随电机旋转，产生与转速成正比的两相(A相、B 相) 相差90°相位角的正交编码脉冲。

如果A相脉冲比B相脉冲超前则光电编码器为正转，否则为反转。

A 线用来测量脉冲个数，B线与A线配合可测量出转动方向。

由此可测出电机转速与转向。

光电编码器在低速时输出脉冲数较少，按一般的方法应用很难保证精确性。

为了提高测量精度和分辨率，除选用高分辨的光电编码器外，还可以将编码器的输出脉冲进行多倍频细分，再由计数器对产生的多倍频脉冲信号进行计数。

简述光电码盘的工作原理

简述光电码盘的工作原理
光电码盘是一种通过光电信号转换来实现位置、角度或速度测量的装置。

其工作原理基于光电效应和编码原理。

光电码盘通常由一个以轴为中心的圆盘和一个光电传感器组成。

圆盘上的一圈刻有许多不同的反光和透光的区域，形成固定的编码模式。

光电传感器则通过光电二极管和光敏二极管组成，用于发射和接收光信号。

当圆盘旋转时，光电传感器会通过发射光信号并接收反射光信号来获取位置或角度信息。

根据反光和透光区域的不同，光传感器可以判断出当前所处的编码模式。

通常编码模式可以根据二进制码、格雷码或绝对编码等形式进行表示。

由于光电传感器的输出为电信号，所以光电码盘可以通过将输出信号传递给控制器或计算机来实现数据处理和判断。

通过处理这些编码模式，可以准确地测量位置的变化、角度的变化以及运动速度的变化。

总的来说，光电码盘通过光电效应和编码原理，利用光电传感器对圆盘上的编码模式进行识别和转换，从而实现位置、角度或速度的测量。

它被广泛应用于机械控制、机器人、自动化设备等领域，以满足精准的位置和角度控制的需求。

光电码盘测速原理

光电码盘测速原理光电码盘是一种常用的测速装置，它通过利用光电传感器和编码盘的工作原理来实现对物体运动速度的测量。

光电码盘主要由发光二极管、光敏二极管和编码盘三部分组成。

光电传感器是光电码盘的核心部件之一，它包括一个发光二极管和一个光敏二极管。

发光二极管是一种能将电能转换为光能的器件，当通过它加上正向电压时，它会发出一束可见光。

光敏二极管则是一种能将光能转换为电能的器件，当有光照射到它上面时，它会产生一个与光照强度成正比的电流。

编码盘是光电码盘的另一个重要组成部分，它通常是一个圆盘或者环形的光栅板。

光栅板上通常有许多等距的透明窗口和不透明窗口。

当编码盘与光电传感器之间有物体通过时，光电传感器会检测到透明窗口和不透明窗口的变化，并将其转换为电信号输出。

基于光电码盘的测速原理，我们可以通过以下步骤来实现测速：1. 安装光电码盘：将光电码盘安装在需要测速的物体上，例如车辆的车轮或者机械设备的主轴。

2. 连接电路：将光电传感器与电路连接，确保电路正常工作。

一般来说，光电传感器的发光二极管端接在一个恒定电压源上，光敏二极管端接在一个放大电路上。

3. 接收信号：当物体运动时，光电传感器会感知到光栅板的透明窗口和不透明窗口的变化，并将其转换为电信号输出。

4. 信号处理：接收到的电信号会经过放大电路进行处理，以增强信号的强度，然后再经过滤波电路进行滤波，以去除噪声信号。

5. 计算速度：最后，根据接收到的信号的频率和光栅板的结构参数，我们可以通过计算来得到物体的运动速度。

光电码盘的测速精度取决于光栅板上透明窗口和不透明窗口的数量，窗口的宽度以及物体的运动速度。

光电码盘测速原理的优点是测量精度高，响应速度快，适用于各种场合的测速需求。

它广泛应用于工业自动化控制、运动控制、机器人技术、汽车行业等领域。

光电码盘测速原理是基于光电传感器和编码盘的工作原理，通过感知光栅板的透明窗口和不透明窗口的变化来实现对物体运动速度的测量。

光电检测技术——光电编码器4

7-4 光电编码器（码盘）一．概述测量技术的迅速发展，经常需要将位移量（包括线位移和角位移）数字化以便计算机处理，这一过程是AD转换。

光电编码器是AD转换的有效工具之一。

光栅盘（或光栅）是增量方式编码器，没有确定的零位，它以相对值的形式反映位移信息。

光电编码器是绝对式编码器，具有确定不变的零位，它反映的位移信息是以零位为起点的绝对数值。

应用：用码盘做阀们开度指示，一开机便知道阀们当前开度、流量，而用光栅盘是不可想象的。

二．码盘的容量和分辨率容量n为码盘码道数分辨率=3600/2n例如：QDB9型九位光电编码器n=9十一位光电编码器n=11三．编码（1）二进制码优点：有权码，容易读缺点：当光电转换在各位不同步时，产生很大误差。

（2）循环码优点：代码从任何数转变到相邻数时，代码的各位仅有一位发生变化，误差最大值仅是最低位的单位量。

缺点：无权码，难读懂。

例：15变到16二进制码循环码15 01111 0100016 10000 11000假设最高位延迟变化，则结果为：00000 （0D）01000（15 D）最大误差16-0=16 16-15=1四．循环码及其转换（一）四位循环码与二进制码的关系（二）转换逻辑关系式（1）循环码变二进制码C n=R n（n为码盘码道数）C i=R i R i+1R i+2R i+3……R n =0“”为“异或”符号，实际上是不进位加（也叫按位加）00=0 01=1 10=1 11=0（2）二进制码变循环码R n=C nR i=C i C i+1例：9D=1001B=（）R解：∵C4=1 C3=0 C2=0 C1=1∴R4=1 R3=C3C4=1R2=C2C3=0R1=C1C2=1∴9D=1101R例：9D=1101R=（）C解：∵R4=1 R3=1 R2=0 R1=1∴C4=R4=1C3=R4R3=0C2=R4R3R2=0C1=R4R3R2R1=1∴9D=1001B五．电路原理图C9R C8六．电平转换接口电原理图12V0V图7-4-2+1.5V。

6光电码盘

概述工作原理光源透镜狭缝光电元件c6c1?码盘按其所用码制可分为二进码循环码十进码六十进度分秒制码等
光电码盘
电气信息学院王萍

二O一O年三月制
概述
光电码盘是一种数字式角位移传感器。通常使用光电码盘是一种数字式角位移传感器。光电码盘是一种数字式角位移传感器时，将其安装在旋转轴上，按旋转角度大小直接将其安装在旋转轴上，编码。其优点是结构简单，可靠性高，在空间技编码。其优点是结构简单，可靠性高，术、数字控机械系统等方面有广泛应用。数字控机械系统等方面有广泛应用。
空心轴编码器
绝对直线位移、绝对直线位移、角位移编码器
光电码盘的应用
见书P114 见书
致谢
谢谢大家！谢谢大家！王萍电气信息学院
二O一O年三月
θ 1 = 360° / 2
n
若要提高码盘分辨力，必须增加n值。增大n值，必将若要提高码盘分辨力，若要提高码盘分辨力给码盘制作造成很大困难。给码盘制作造成很大困难。
二进制码盘微小的制作误差，将会使个别码道提前或二进制码盘微小的制作误差，二进制码盘微小的制作误差延后，这造成输出信号的误差。究其原因，延后，这造成输出信号的误差。究其原因，是因为当某一较高位的数码改变时，某一较高位的数码改变时，所有比它低的各位数码应同时改变。当读数窄缝处于A 位置时，同时改变。当读数窄缝处于A-A位置时，正确读数为 0111（十进制数7）。若码道黑区制作得太短，若码道C 0111（十进制数7）。若码道C4 黑区制作得太短，就会误读为1111（十进制数15 ）。反之，若码道C4的黑会误读为1111（十进制数15 ）。反之，若码道C 1111 反之区太长，当窄缝处于A 位置时，就会将1000 1000读为区太长，当窄缝处于A‘-A’位置时，就会将1000读为 0000；在这两种情况下都将产生粗误差。 0000；在这两种情况下都将产生粗误差。为了消除粗大误差，较好的方法是用循环码取代二进码。大误差，较好的方法是用循环码取代二进码。

4.2_光电码盘

4.2.3 二进制码与循环码的转换
4位二进制码与循环码的对照表
C n Rn C i C i 1 Ri Ri C i 1 C i
补：增量式编码器
转轴 LED 光栏板及辨向用的A、B狭缝
A A B C C B
光敏元件
盘码及狭缝零位标志
增量式光电编码器的分辨力及分辨率
1.分辨力及分辨率增量式光电编码器的测量精度取决于它所能分辨的最小角度，而这与码盘圆周上的狭缝条纹数n 有关，即最小能分辨的角
= 768 r/min
T法测速（适合于低转速场合）
编码器输出脉冲
m2
时钟脉冲fc
· · ·
编码器每转产生 N 个脉冲，用已知频率fc作为时钟，填充到编码器输出的两个相邻脉冲之间的脉冲数为m2 ，则转速 (r/min)为 n = 60fc / （Nm2 ）
T法测速举例有一增量式光电编码器，其参数为1024p/r，测得两个相邻脉冲之间的脉冲数为3000，时钟频率fc为1MHz ，则转速（r/min)为：
i 1 C 2 i 1 i 1 n
（3）码盘转动中，CK变化时，所有Cj(j<K)应同时变化。
绝对式接触式编码器演示
4个电刷
4位二进制码盘
+5V输入公共码道
最小分辨角度为 α=360°/2n
绝对式光电编码器
低位高位
a）光电码盘的平面结构（8码道） b）光电码盘与光源、光敏元件的对应关系（4码道）
编码器输出脉冲 m2
时钟脉冲fc
· · ·
n = 60fc /（Nm2 ） = 60*1000000/（1024*3000） =19.53 r/min
编码器在定位加工中的应用

光电码盘的原理

1.光电编码器原理光电编码器，是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。

这是目前应用最多的传感器，光电编码器是由光栅盘和光电检测装置组成。

光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个长方形孔。

由于光电码盘与电动机同轴，电动机旋转时，光栅盘与电动机同速旋转，经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号，其原理示意图如图1所示；通过计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机的转速。

此外，为判断旋转方向，码盘还可提供相位相差90旱牧铰仿龀逍藕拧根据检测原理，编码器可分为光学式、磁式、感应式和电容式。

根据其刻度方法及信号输出形式，可分为增量式、绝对式以及混合式三种。

1.1增量式编码器增量式编码器是直接利用光电转换原理输出三组方波脉冲A、B和Z相；A、B两组脉冲相位差90海佣煞奖愕嘏卸铣鲂较颍鳽相为每转一个脉冲，用于基准点定位。

它的优点是原理构造简单，机械平均寿命可在几万小时以上，抗干扰能力强，可靠性高，适合于长距离传输。

其缺点是无法输出轴转动的绝对位置信息。

1.2绝对式编码器绝对编码器是直接输出数字量的传感器，在它的圆形码盘上沿径向有若干同心码道，每条道上由透光和不透光的扇形区相间组成，相邻码道的扇区数目是双倍关系，码盘上的码道数就是它的二进制数码的位数，在码盘的一侧是光源，另一侧对应每一码道有一光敏元件；当码盘处于不同位置时，各光敏元件根据受光照与否转换出相应的电平信号，形成二进制数。

这种编码器的特点是不要计数器，在转轴的任意位置都可读出一个固定的与位置相对应的数字码。

显然，码道越多，分辨率就越高，对于一个具有 N位二进制分辨率的编码器，其码盘必须有N条码道。

目前国内已有16位的绝对编码器产品。

绝对式编码器是利用自然二进制或循环二进制（葛莱码）方式进行光电转换的。

绝对式编码器与增量式编码器不同之处在于圆盘上透光、不透光的线条图形，绝对编码器可有若干编码，根据读出码盘上的编码，检测绝对位置。