光电编码器分类及作用
光电编码器分类及作用
光电编码器分类及作用光电编码器是一种通过光电转换将输出轴的机械几何位移量转换为脉冲或数字量的传感器，主要由光源、码盘、光学系统及电路4部分组成，光电编码器主要有增量式编码器、绝对式编码器、混合式绝对值编码器、旋转变压器、正余弦伺服电机编码器等，其中增量式编码器、绝对式编码器、混合式绝对值编码器属于数字量编码器，旋转变压器、正余弦伺服电机编码器属于模拟量编码器．一、增量式编码器增量式编码器可以将位移转换成周期性的电信号，再把这个电信号转变成计数脉冲，通过计数设备来知道其位置．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°电度角的脉冲信号（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。
二、绝对式编码器绝对式编码器每一个位置对应一个确定的数字码，因此它的示值只与测量的起始和终止位置有关，而与测量的中间过程无关。
其位置是由输出代码的读数确定的。
当电源断开时，绝对型编码器并不与实际的位置分离。
重新上电时，位置读数仍是当前的。
绝对编码器能够直接进行数字量大的输出，在码盘上会有若干的码道，码道数就是二进制位数。
在每条码道上都会由透光与不透光的扇形区域组成，通过采用光电传感器对信号进行采集。
在码盘两侧分别设置有光源和光敏元件，这样光敏元件则能够根据是否接受到光信号进行电平的转换，输出二进制数。
并且在不同位置输出不同的数字码。
从而可以检测绝对位置。
但是分辨率是由二进制的位数来决定的，也就是说精度取决于位数。
光电编码器的原理及应用
• 安装时注意允许的轴负载
• 应保证编码器轴与用户输出轴的不同轴度 ＜0.20mm，与轴线的偏角＜1.5°
• 安装时严禁敲击和摔打碰撞，以免损坏轴 系和码盘
•
长期使用时，定期检查固定编码器的螺钉 是否松动 （每季度一次）
倍频原理： 对于方波信号，A,B两相相差90度 相（1/4T），这样，在0度相位角，90度，180 度，270度相位角,这四个位置有上升沿和下降 沿，这样,实际上在1/4T方波周期就可以有角度 变化的判断，这样1/4的T周期就是最小测量步 距，通过电路对于这些上升沿与下降沿的判断, 可以4倍于PPR读取角度的变化,这就是方波的四 倍频。这种判断，也可以用逻辑来做，0代表低 ，1代表高，A/B两相在一个周期内变化是0 0， 0 1，1 1，1 0 。这种判断不仅可以4倍频，还可 以判断旋转方向。
对于TTL的带有对称负信号输出的编码器，采用匹配 电缆信号传输距离可达150米。
对于HTL的带有对称负信号输出的编码器，采用匹配 电缆信号传输距离可达300米。
增量式旋转编码器的特点
• 编码器每转动一个预先设定的角度将 输出一个脉冲信号，通过统计脉冲信 号的数量来计算旋转的角度，因此编 码器输出的位置数据是相对的
• 检测到的数据为格雷码，因此不存在 模拟量信号的检测误差
混合式旋转编码器
用光信号扫描分度盘（分度盘与转动轴 相联），通过检测、统计光信号的通断 数量来计算旋转角度
混合式旋转编码器的特点：
• 同时输出绝对旋转角度编码与相对旋转 角度编码
• 具备绝对编码器的旋转角度编码的唯一 性与增量编码器的应用灵活性
这样的方法对有些工控项目比较麻烦，甚至不允许开机找零 (开机后就要知道准确位置)，有一些工况也不允许使用中因干扰
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;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;它们的节距和码盘上的节距相等,并且两组透光缝隙错开1/4节距,使得光电检测器件输出的信号在相位上相差电度角;当码盘随着被测转轴转动时,检测光栅不动,光线透过码盘和检测光栅上的透过缝隙照射到光电检测器件上,光电检测器件就输出两组相位相差电度角的近似于正弦波的电信号,电信号经过转换电路的信号处理,可以得到被测轴的转角或速度信息;增量式光电编码器的优点是：原理构造简单、易于实现；机械平均寿命长,可达到几万小时以上；分辨率高；抗干扰能力较强,信号传输距离较长,可靠性较高;其缺点是它无法直接读出转动轴的绝对位置信息;1.1.2基本技术规格在增量式光电编码器的使用过程中,对于其技术规格通常会提出不同的要求,其中最关键的就是它的分辨率、精度、输出信号的稳定性、响应频率、信号输出形式;1分辨率光电编码器的分辨率是以编码器轴转动一周所产生的输出信号基本周期数来表示的,即脉冲数/转PPR;码盘上的透光缝隙的数目就等于编码器的分辨率,码盘上刻的缝隙越多,编码器的分辨率就越高;在工业电气传动中,根据不同的应用对象,可选择分辨率通常在500~6000PPR的增量式光电编码器,最高可以达到几万PPR;交流伺服电机控制系统中通常选用分辨率为2500PPR的编码器;此外对光电转换信号进行逻辑处理,可以得到2倍频或4倍频的脉冲信号,从而进一步提高分辨率;2精度增量式光电编码器的精度与分辨率完全无关,这是两个不同的概念;精度是一种度量在所选定的分辨率范围内,确定任一脉冲相对另一脉冲位置的能力;精度通常用角度、角分或角秒来表示;编码器的精度与码盘透光缝隙的加工质量、码盘的机械旋转情况的制造精度因素有关,也与安装技术有关;3输出信号的稳定性编码器输出信号的稳定性是指在实际运行条件下,保持规定精度的能力;影响编码器输出信号稳定性的主要因素是温度对电子器件造成的漂移、外界加于编码器的变形力以及光源特性的变化;由于受到温度和电源变化的影响,编码器的电子电路不能保持规定的输出特性,在设计和使用中都要给予充分考虑;4响应频率编码器输出的响应频率取决于光电检测器件、电子处理线路的响应速度;当编码器高速旋转时,如果其分辨率很高,那么编码器输出的信号频率将会很高;如果光电检测器件和电子线路元器件的工作速度与之不能相适应,就有可能使输出波形严重畸变,甚至产生丢失脉冲的现象;这样输出信号就不能准确反映轴的位置信息;所以,每一种编码器在其分辨率一定的情况下,它的最高转速也是一定的,即它的响应频率是受限制的;5信号输出形式在大多数情况下,直接从编码器的光电检测器件获取的信号电平较低,波形也不规则,还不能适应于控制、信号处理和远距离传输的要求;所以,在编码器内还必须将此信号放大、整形;经过处理的输出信号一般近似于正弦波或矩形波;由于矩形波输出信号容易进行数字处理,所以这种输出信号在定位控制中得到广泛的应用;采用正弦波输出信号时基本消除了定位停止时的振荡现象,并且容易通过电子内插方法,以较低的成本得到较高的分辨率;增量式光电编码器的信号输出形式有：集电极开路输出Open Collector、电压输出Voltage Output、线驱动输出Line Driver、互补型输出Complemental Output和推挽式输出Totem Pole;集电极开路输出这种输出方式通过使用编码器输出侧的NPN晶体管,将晶体管的发射极引出端子连接至0V,断开集电极与+Vcc的端子并把集电极作为输出端;在编码器供电电压和信号接受装置的电压不一致的情况下,建议使用这种类型的输出电路;主要应用领域有电梯、纺织机械、注油机、自动化设备、切割机械、印刷机械、包装机械和针织机械等;电压输出这种输出方式通过使用编码器输出侧的NPN晶体管,将晶体管的发射极引出端子连接至0V,集电极端子与+Vcc和负载电阻相连,并作为输出端;在编码器供电电压和信号接受装置的电压一致的情况下,建议使用这种类型的输出电路;主要应用领域有电梯、纺织机械、注油机、自动化设备、切割机械、印刷机械、包装机械和针织机械等;线驱动输出这种输出方式将线驱动专用IC芯片26LS31用于编码器输出电路,由于它具有高速响应和良好的抗噪声性能,使得线驱动输出适宜长距离传输;输出电路如图1-5所示;主要应用领域有伺服电机、机器人、数控加工机械等;互补型输出这种输出方式由上下两个分别为PNP型和NPN型的三极管组成,当其中一个三极管导通时,另外一个三极管则关断;这种输出形式具有高输入阻抗和低输出阻抗,因此在低阻抗情况下它也可以提供大范围的电源;由于输入、输出信号相位相同且频率范围宽,因此它适合长距离传输;主要应用于电梯领域或专用领域;推挽式输出这种输出方式由上下两个NPN型的三极管组成,当其中一个三极管导通时,另外一个三极管则关断;电流通过输出侧的两个晶体管向两个方向流入,并始终输出电流;因此它阻抗低,而且不太受噪声和变形波的影响;主要应用领域有电梯、纺织机械、注油机、自动化设备、切割机械、印刷机械、包装机械和针织机械等;绝对式编码器旋转增量值编码器以转动时输出脉冲,通过计数设备来计算其位置,当编码器不动或停电时,依靠计数设备的内部记忆来记住位置;这样,当停电后,编码器不能有任何的移动,当来电工作时,编码器输出脉冲过程中,也不能有干扰而丢失脉冲,不然,计数设备计算并记忆的零点就会偏移,而且这种偏移的量是无从知道的,只有错误的生产结果出现后才能知道;解决的方法是增加参考点,编码器每经过参考点,将参考位置修正进计数设备的记忆位置;在参考点以前,是不能保证位置的准确性的;为此,在工控中就有每次操作先找参考点,开机找零等方法;这样的方法对有些工控项目比较麻烦,甚至不允许开机找零开机后就要知道准确位置,于是就有了绝对编码器的出现;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;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;编码的设计可采用二进制码、循环码、二进制补码等;它的特点是：1.可以直接读出角度坐标的绝对值；2.没有累积误差；3.电源切除后位置信息不会丢失;但是分辨率是由二进制的位数来决定的,也就是说精度取决于位数,目前有10位、14位等多种;绝对型旋转光电编码器,因其每一个位置绝对唯一、抗干扰、无需掉电记忆,已经越来越广泛地应用于各种工业系统中的角度、长度测量和定位控制;绝对编码器光码盘上有许多道刻线,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的唯一性,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;由于绝对编码器在定位方面明显地优于增量式编码器,已经越来越多地应用于工控定位中;绝对型编码器因其高精度,输出位数较多,如仍用并行输出,其每一位输出信号必须确保连接很好,对于较复杂工况还要隔离,连接电缆芯数多,由此带来诸多不便和降低可靠性,因此,绝对编码器在多位数输出型,一般均选用串行输出或总线型输出,德国生产的绝对型编码器串行输出最常用的是SSI同步串行输出;旋转单圈绝对式编码器,以转动中测量光码盘各道刻线,以获取唯一的编码,当转动超过360度时,编码又回到原点,这样就不符合绝对编码唯一的原则,这样的编码器只能用于旋转范围360度以内的测量,称为单圈绝对式编码器;如果要测量旋转超过360度范围,就要用到多圈绝对式编码器;编码器生产厂家运用钟表齿轮机械的原理,当中心码盘旋转时,通过齿轮传动另一组码盘或多组齿轮,多组码盘,在单圈编码的基础上再增加圈数的编码,以扩大编码器的测量范围,这样的绝对编码器就称为多圈式绝对编码器,它同样是由机械位置确定编码,每个位置编码唯一不重复,而无需记忆;多圈编码器另一个优点是由于测量范围大,实际使用往往富裕较多,这样在安装时不必要费劲找零点,将某一中间位置作为起始点就可以了,而大大简化了安装调试难度;多圈式绝对编码器在长度定位方面的优势明显,已经越来越多地应用于工控定位中;绝对值旋转编码器的机械安装有高速端安装、低速端安装、辅助机械装置安装等多种形式;绝对值编码器信号输出有并行输出、串行输出、总线型输出、变送一体型输出1．并行输出：绝对值编码器输出的是多位数码格雷码或纯二进制码,并行输出就是在接口上有多点高低电平输出,以代表数码的1或0,对于位数不高的绝对编码器,一般就直接以此形式输出数码,可直接进入PLC或上位机的I/O接口,输出即时,连接简单;但是并行输出有如下问题：1;必须是格雷码,因为是纯二进制码,在数据刷新时可能有多位变化,读数会在短时间里造成错码;2;所有接口必须确保连接好,因为如有个别连接不良点,该点电位始终是0,造成错码而无法判断;3;传输距离不能远,一般在一两米,对于复杂环境,最好有隔离;4;对于位数较多,要许多芯电缆,并要确保连接优良,由此带来工程难度,同样,对于编码器,要同时有许多节点输出,增加编码器的故障损坏率;2．串行SSI输出：串行输出就是通过约定,在时间上有先后的数据输出,这种约定称为通讯规约,其连接的物理形式有RS232、RS422TTL、RS485等;由于绝对值编码器好的厂家都是在德国,所以串行输出大部分是与德国的西门子配套的,如SSI同步串行输出;串行输出连接线少,传输距离远,对于编码器的保护和可靠性就大大提高了;一般高位数的绝对编码器都是用串行输出的;3．现场总线型输出现场总线型编码器是多个编码器各以一对信号线连接在一起,通过设定地址,用通讯方式传输信号,信号的接收设备只需一个接口,就可以读多个编码器信号;总线型编码器信号遵循RS485的物理格式,其信号的编排方式称为通讯规约,目前全世界有多个通讯规约,各有优点,还未统一,编码器常用的通讯规约有如下几种：PROFIBUS-DP； CAN；DeviceNet；Interbus等总线型编码器可以节省连接线缆、接收设备接口,传输距离远,在多个编码器集中控制的情况下还可以大大节省成本4．变送一体型输出有的绝对编码器,其信号已经在编码器内换算后直接变送输出,其有模拟量4—20mA输出、RS485数字输出、14位并行输出;三．连接绝对编码器的电气二次设备：连接绝对值编码器的设备可以是可编程控制器PLC、上位机,也可以是专用显示信号转换仪表,由仪表再输出信号给PLC或上位机;1．直接进入PLC或上位机：编码器如果是并行输出的,可以直接连接PLC或上位机的输入输出接点I/O,其信号数学格式应该是格雷码;编码器有多少位就要占用PLC的多少位接点,如果是24伏推挽式输出,高电平有效为1,低电平为0；如果是集电极开路NPN输出,则连接的接点也必须是NPN型的,其低电平有效,低电平为1;2．编码器如果是串行输出的,由于通讯协议的限制,后接电气设备必须有对应的接口;例如SSI串行,可连接西门子的S7-300系列的PLC,有SM338等专用模块,或S7-400的FM451等模块,对于其他品牌的PLC,往往没有专用模块或有模块也很贵;3．编码器如是总线型输出,接受设备需配专用的总线模块,例如PROFIBUS-DP;但是,如选择总线型输出编码器,在编码器与接收设备PLC中间,就无法加入其他显示仪表,如需现场显示,就要从PLC再转出信号给与信号匹配的显示仪表;有些协议自定义的RS485输出信号进PLC的RS485接口,需PLC具有智能编程功能;4．连接专用显示转换仪表：针对较多使用的SSI串行输出编码器,我公司提供专用的显示、信号转换仪表,由仪表进行内部解码、计算、显示、信号转换输出,再连接PLC或上位机;其优点如下：a.现场可以有直观的显示,直接在仪表上设置参数;b.专用程序读码解码、容错、内部计算,可以大大减少各个项目的编程工作量,提高稳定和可靠性;信号输出是由内部数字量直接计算,快速、准确;c.信号输出有多种形式,灵活方便,后面可连接各种PLC或上位机,通用性强;我公司各类连接SSI编码器的仪表一览表：GPMV0814、GPMV1016三位一体型GPMV0814绝对多圈编码器,其光电码盘读码解码、显示设定、信号转换三位一体,输出4—20mA模拟量、并行数字量RS485通讯可同时输出,连接各类PLC和上位机;一般的应用,可选同时两组输出型,一组信号连接PLC,另一组连接显示仪表,如需要增加开关输出,可从显示仪表设定输出;混合式绝对值编码器混合式绝对值编码器,它输出两组信息：一组信息用于检测磁极位置,带有绝对信息功能；另一组则完全同增量式编码器的输出信息;光电编码器是一种角度角速度检测装置,它将输入给轴的角度量,利用光电转换原理转换成相应的电脉冲或数字量,具有体积小,精度高,工作可靠,接口数字化等优点;它广泛应用于数控机床、回转台、伺服传动、机器人、雷达、军事目标测定等需要检测角度的装置和设备中;。
光电编码器分类和选择
绝对式编码器有与位置相对应的代码输出，通常为二进制码或BCD码。从代码数大小的变化可以判别正反方向和位移所处的位置，绝对零位代码还可以用于停电位置记忆。绝对式编码器的测量范围常规为0—360度。
增量型旋转编码器
轴的每圈转动，增量型编码器提供一定数量的脉冲。周期性的测量或者单位时间内的脉冲计数可以用来测量移动的速度。如果在一个参考点后面脉冲数被累加，计算值就代表了转动角度或行程的参数。双通道编码器输出脉冲之间相差为90º。能使接收脉冲的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，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。
从单圈绝对值编码器到多圈绝对值编码器
单圈绝对值编码器，以转动中测量光电码盘各道刻线，以获取唯一的编码，当转动超过360度时，编码又回到原点，这样就不符合绝对编码唯一的原则，这样的编码器只能用于旋转范围360度以内的测量，称为单圈绝对值编码器。要测量旋转超过360度范围，就要用到多圈绝对值编码器。
编码器生产厂家运用钟表齿轮机械的原理，当中心码盘旋转时，通过齿轮传动另一组码盘（或多组齿轮，多组码盘），在单圈编码的基础上再增加圈数的编码，以扩大编码器的测量范围，这样的绝对编码器就称为多圈式绝对编码器，它同样是每个位置编码唯一不重复的，而无需记忆。
多圈编码器另一个优点是由于测量范围大，实际使用往往富裕较多，这样在安装时不必要费劲找零点，将某一中间位置作为起始点就可以了，而大大简化了输出、串行输出、总线型输出、变送一体型输出等，单圈低位数的编码器一般用并行信号输出，而高位数的和多圈的编码器输出信号不用并行信号（并行信号连接线多，易错码易损坏），一般为串行或总线型输出。其中串行最常用的是时钟同步串联信号（SSI）；总线型最常用的是PROFIBUS-DP型，其他的还有DeviceNet, CAN, Interbus, CC-link等；变送一体型输出使用方便，但精度有所牺牲。
光电编码器原理及应用
光电编码器原理及应用原理：光电编码器主要由光源、光栅、光传感器和信号处理电路组成。
光源发出光线照射到旋转的光栅上，光栅上通常刻有定量的光栅线或具有特定图形。
当光栅转动时，光线被光栅反射或透射，然后通过光传感器接收。
光传感器将接收到的光信号转换为电信号，发送给信号处理电路。
信号处理电路对接收到的电信号进行处理，最终得到输出的旋转或线性运动量。
应用：1.机床工业：光电编码器可用于机械加工设备、数控机床和机器人等，用于测量机器零件的位置和速度。
这对于准确控制和监测机器的运动非常关键。
2.包装和印刷行业：在包装和印刷机械中，光电编码器可用于测量印刷轮的位置和速度，以实现准确的图案对位和印刷控制。
3.电梯和自动门行业：在电梯和自动门等应用中，光电编码器可用于测量电梯或自动门的位置和速度，以确保平稳和准确的运行。
4.电子设备：光电编码器可以在光驱、扫描仪、打印机等电子设备中使用，用于读取和识别光盘或纸张上的信息。
5.机器人技术：光电编码器的高精度和快速响应使其成为机器人技术中不可或缺的部分。
它可以用于测量机器人的关节角度和末端执行器的位置。
6.仪器仪表：光电编码器可以在测量仪器和精密仪器中使用，用于测量物体的位置、角度和运动速度。
优点:1.高精度：光栅的刻线间距可以非常小，因此光电编码器的分辨率非常高，能够实现准确的位置和速度测量。
2.高速响应：光电编码器可以快速响应机械运动的变化，能够实时提供准确的测量结果。
3.可靠性：光电编码器采用无接触式测量原理，不易受到机械磨损或污染的影响，具有长寿命和高可靠性。
总结：光电编码器是一种测量机械运动的装置，通过使用光线和光传感器将机械运动转换为电信号，实现对位置和速度的精确测量。
光电编码器在机床工业、包装和印刷行业、电梯和自动门行业、电子设备、机器人技术和仪器仪表等领域有广泛的应用。
它具有高精度、高速响应和可靠性的优点，成为许多应用领域的首选测量装置。
光电编码器的分类及它们的特点介绍
光电编码器的分类及它们的特点介绍
光电编码器是集光、机、电技术于一体的数字化传感器，可以高精度测量被测物的转角或直线位移量，是目前应用最多的传感器。
信号输出原理图
光电编码器的分类
光电编码器按测量方式的分为旋转编码器和直尺编码器，按编码方式的分为绝对式编码器、增量式编码器和混合式编码器。
旋转编码器：通过测量被测物体的旋转角度并将测量到的旋转角度转化为脉冲电信号输出。
直尺编码器：通过测量被测物体的直线行程长度并将测量到的行程长度转化为脉冲电信号输出。
绝对式旋转编码器
用光信号扫描分度盘(分度盘与传动轴相联)上的格雷码刻度盘以确定被测物的绝对位置值，然后将检测到的格雷码数据转换为电信号以脉冲的形式输出测量的位移量。
特点：
1.在一个检测周期内对不同的角度有不同的格雷码编码，因此编码器输出的位置数据是唯一的;
2.因使用机械连接的方式，在掉电时编码器的位置不会改变，上电后立即可以取得当前位置数据;
3.检测到的数据为格雷码，因此不存在模拟量信号的检测误差。
增量式旋转编码器。
高精度光电编码器的设计与应用研究
高精度光电编码器的设计与应用研究光电编码器作为一种测量位置和角度的重要设备，在现代工业中得到了广泛的应用。
其主要原理是通过光电效应将物理量转化为电信号，再通过信号处理得到准确的位置或角度信息。
本文将探索高精度光电编码器的设计与应用，并研究该技术在工业领域的发展潜力。
第一节: 光电编码器的原理与分类光电编码器的原理基于光电效应，即光线照射到光电传感器上，产生电子与空穴对后，通过电路的处理，转化为电信号。
根据测量方式和应用需求的不同，光电编码器可以分为增量型和绝对型两种。
增量型光电编码器通过光电转换和信号处理，测量出物体运动的相对位移。
它适用于需要实时监测运动状态的场景，但无法恢复出绝对位置信息。
绝对型光电编码器能够准确确定物体的绝对位置或角度，无需初始化过程，并具有良好的抗干扰性。
它适用于需要准确定位和高精度控制的工业领域。
第二节: 高精度光电编码器的设计要点高精度光电编码器的设计要点关键在于提高信号的稳定性和精度。
以下是一些设计要点的概述：1. 光源和光电传感器的选择合适的光源和光电传感器选择对信号的稳定性至关重要。
光源应具有稳定的光强度和狭窄的光束角度，而光电传感器应具有高灵敏度和低噪声，以确保高质量的信号输出。
2. 信号的处理和解码算法设计高精度的光电编码器需要优化信号处理和解码算法。
有效的滤波和噪声抑制算法可以减小外界干扰对测量结果的影响，并提高信号的准确性和稳定性。
3. 机械结构的优化光电编码器的机械结构对其测量性能有重要影响。
减小机械误差和抗震动设计可以提高编码器的精度和稳定性。
此外，合适的安装方式和机械连接方式也对测量结果的准确性有重要影响。
第三节: 高精度光电编码器在工业领域的应用高精度光电编码器在工业领域有着广泛的应用。
以下是几个典型的应用案例：1. 机器人控制在工业机器人控制中，光电编码器用于测量机器人关节的角度和位置，实现对机器人运动的精确控制。
高精度的光电编码器可以提高机器人的定位精度和工作效率。
光电式编码器
通常数控机床的机械原点与各铀的脉冲编码器发出Z相脉冲的位置
是一致的。
光源
码盘
光电元件
Z 零位脉冲 A 增量脉冲 B辨向脉冲
图6.30 增量式编码器的结构图
（2）绝对式编码器
1）码制和码盘 码盘按其所用码制可分为:二进制、循环码(葛莱码)、十进
绝对式编码器图案不均匀，几位编码器其码盘上就有几位码 道，在编码器的相应位置都可输出对应的数字码，在码盘运动过 程中读取这些代码，即能实时测得坐标的变化。这种方法的优点 是坐标固定与测量以前状态无关，不需起动时的位置重合，抗干 扰能力强，无累积误差，具有断电位置保持，在不读数的范围内 移动速度可超越极限响应速度，不需要方向判别和可逆计数，信 号并行传送等。缺点是结构复杂、价格高，为提高分辨率需要提 高码道数目或者使用减速齿轮机构组成双码盘机构，将任意位置 取作零位时需进行一定的运算。
2．光电式编码器的接口与安装使用注意事项
（1）机械方面
编码器轴与用户端输出轴之间通过联轴节连接如下图所示， 避免因用户轴的串动、跳动，造成编码器轴系和码盘的损坏。应 保证编码器轴与用户轴的不同轴度＜0.2mm，与轴线的偏角＜1.5o 安装时严禁敲击和摔打碰撞，以免损坏轴系和码盘。 (2）电气方面
编码器的输出线不能与动力线等绕在一起或同一管道传输， 也不宜在配电盘附近使用，配线时采用屏蔽电缆，可以参照下图 进行配线。
增量式编码器图案和光脉冲信号均匀，可将任意位置作为基 准点，从该点开始按一定的量化单位检测位移或转角，计量脉冲 数即可折算为位移或转角。该方法因无确定的对应测量点，一旦 停电则失掉当前位置，且速度不可超越计数器极限响应速度，此 外由于噪声影响可能造成计数积累误差。优点是其的零点可任意 预置，且测量速度仅受计数器容量限制。
光电编码器分类和选择
光电编码器分类和选择编码器Encoder为传感器(Sensor)类的一种，主要用来侦测机械运动的速度、位置、角度、距离或计数，除了应用在产业机械外，许多的马达控制如伺服马达、BLDC伺服马达均需配备编码器以供马达控制器作为换相、速度及位置的检出所以应用范围相当广泛。
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，分为增量式编码器和绝对式编码器。
光电编码器是利用光栅衍射原理实现位移—数字变换的，从50年代开始应用于机床和计算仪器，因其结构简单、计量精度高、寿命长等优点，在国内外受到重视和推广，在精密定位、速度、长度、加速度、振动等方面得到广泛的应用。
a.增量式编码器特点：增量式编码器转轴旋转时，有相应的脉冲输出，其计数起点任意设定，可实现多圈无限累加和测量。
编码器轴转一圈会输出固定的脉冲，脉冲数由编码器光栅的线数决定。
需要提高分辨率时，可利用 90 度相位差的 A、B 两路信号进行倍频或更换高分辨率编码器。
b. 绝对式编码器特点绝对式编码器有与位置相对应的代码输出，通常为二进制码或 BCD 码。
从代码数大小的变化可以判别正反方向和位移所处的位置，绝对零位代码还可以用于停电位置记忆。
绝对式编码器的测量范围常规为 0—360 度。
增量型旋转编码器轴的每圈转动，增量型编码器提供一定数量的脉冲。
周期性的测量或者单位时间内的脉冲计数可以用来测量移动的速度。
如果在一个参考点后面脉冲数被累加，计算值就代表了转动角度或行程的参数。
双通道编码器输出脉冲之间相差为90º。
能使接收脉冲的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，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。
增量型绝对值旋转编码器绝对值编码器为每一个轴的位置提供一个独一无二的编码数字值。
特别是在定位控制应用中，绝对值编码器减轻了电子接收设备的计算任务，从而省去了复杂的和昂贵的输入装置：而且，当机器合上电源或电源故障后再接通电源，不需要回到位置参考点，就可利用当前的位置值。
小型绝对式光电编码器原理及实现
一、概述1. 光电编码器在工业自动化领域发挥着重要作用2. 小型绝对式光电编码器具有高精度、高分辨率等优点3. 本文旨在介绍小型绝对式光电编码器的原理和实现方法二、光电编码器的分类1. 根据工作原理可分为绝对式和增量式光电编码器2. 小型绝对式光电编码器在工业设备的位置检测和运动控制中应用广泛3. 绝对式光电编码器具有即时读取绝对位置信息的优势三、小型绝对式光电编码器的原理1. 光电编码器由光源、光栅、检测器等部分组成2. 通过光源发出光线，经过光栅隔开，最终被检测器检测3. 光栅的设计和排列方式决定了编码器的工作原理和精度4. 小型绝对式光电编码器通过在光栅上加入不同编码规律的方式，实现了对绝对位置信息的准确解读四、小型绝对式光电编码器的实现1. 采用微型化的光栅设计和制造工艺2. 使用高灵敏度的检测器和信号处理电路3. 结合先进的芯片技术，实现对绝对位置信息的精准读取4. 小型绝对式光电编码器的实现不仅在硬件设计上有所突破，还在软件算法方面进行了优化五、小型绝对式光电编码器的应用1. 在精密仪器设备中的位置检测和控制2. 在机械臂、自动化生产线等领域的运动控制3. 在航天航空、医疗器械等高端领域的应用六、小型绝对式光电编码器的发展趋势1. 微型化、集成化是未来的发展方向2. 智能化、多功能化是未来的发展趋势3. 根据市场需求，同时提高性能和降低成本七、总结1. 小型绝对式光电编码器在工业自动化领域具有重要意义2. 原理和实现方法的介绍可帮助工程师更好地理解和应用该技术3. 未来，小型绝对式光电编码器将在微型化、智能化等方面继续取得突破性进展八、参考文献1. XXX.（年份）《光电编码器原理与应用》. 我国机械工业出版社2. XXX.（年份）《光电编码器技术手册》. 机械工业出版社3. XXX.（年份）《光电编码器在工业自动化中的应用》. 自动化技术杂志以上是一篇关于小型绝对式光电编码器原理及实现的文章，希望对您有所帮助。
2024年光电编码器市场规模分析
2024年光电编码器市场规模分析引言光电编码器是一种用于测量物理量的设备，广泛应用于工业自动化、机械制造、仪器仪表以及机器人等领域。
本文旨在对光电编码器市场规模进行分析，包括市场现状、市场动态和市场前景。
市场现状光电编码器的定义和分类光电编码器是一种将位移或位置信息转换为数字信号的装置。
根据原理和结构的不同，光电编码器可分为增量式和绝对式两大类。
增量式光电编码器通过光电元件和光栅条之间的光电效应，将位移或位置信息转换为数字脉冲信号。
绝对式光电编码器则将位置信息直接转换为二进制码或格雷码。
市场规模及发展趋势光电编码器市场在最近几年取得了稳定的增长。
据市场研究机构的数据显示，2019年全球光电编码器市场规模约为20亿美元，并有望以每年5%的复合年增长率增长。
市场增长主要受以下因素影响：1.工业自动化的发展：随着工业自动化的推进，对于高精度、高速度的位置测量需求不断增加，光电编码器作为理想的位置传感器得到广泛应用。
2.机械制造业的发展：光电编码器在机械制造业中的应用非常广泛，包括机床、电动机、机器人等领域。
3.新兴应用领域的探索：随着科技的不断进步，光电编码器在航空航天、医疗器械等领域的应用得到了进一步的拓展。
市场动态市场竞争格局光电编码器市场竞争激烈，主要厂商包括德国Hengstler、日本欧姆龙、美国Avago Technologies等。
这些厂商通过技术创新、合作伙伴关系和市场拓展等手段来保持竞争优势。
市场机会和挑战光电编码器市场面临着一些机会和挑战。
市场机会包括新兴行业的需求增长、产品技术升级和市场开拓等。
而市场挑战包括技术壁垒、竞争压力和市场饱和等。
市场前景光电编码器市场有望在未来几年内保持持续增长。
以下是市场前景的几个主要因素：1.技术进步：随着技术的不断进步，光电编码器设备的性能不断提升，使其在更多领域得到广泛应用。
2.新兴行业需求：新兴行业的发展对光电编码器市场带来了新的需求，比如无人驾驶、人工智能等领域。
光电编码器的工作原理
光电编码器的工作原理光电编码器是一种常见的位置传感器，通常用于测量旋转或线性运动的位置和速度。
它利用光电效应将光信号转换为电信号，从而实现位置和速度的测量。
本文将介绍光电编码器的基本原理、分类、应用和发展趋势。
一、光电编码器的基本原理光电编码器由光电传感器和光栅盘（或光纤光栅）两部分组成。
光电传感器通常采用光电二极管或光敏电阻等光电元件，用于将光信号转换为电信号。
光栅盘是一种具有透明和不透明区域的圆盘，它通过旋转或线性运动来改变透明和不透明区域的位置，从而产生光脉冲。
光栅盘的透明和不透明区域可以是等宽度的，也可以是不等宽度的，这取决于光电编码器的分辨率要求。
光电编码器的工作原理可以分为两种基本类型：增量式和绝对式。
增量式光电编码器通过检测光栅盘的旋转或线性运动，产生一个脉冲序列，每个脉冲对应一个固定的角度或距离。
这个脉冲序列可以用来计算位置和速度。
增量式光电编码器通常具有高分辨率和高速度，但不能直接确定绝对位置。
绝对式光电编码器通过光栅盘上的编码信息，可以直接确定光栅盘的绝对位置。
这些编码信息可以是二进制码、格雷码或绝对码。
绝对式光电编码器通常具有高精度和高可靠性，但价格较高。
二、光电编码器的分类根据光栅盘的类型，光电编码器可以分为光栅式和光纤光栅式两种。
光栅式光电编码器的光栅盘是一个圆盘，通常由玻璃或金属制成。
光栅盘上的光栅通常是一系列等宽度的透明和不透明区域，可以通过光学显微镜观察。
光栅式光电编码器通常具有高分辨率和高精度，但需要较高的制造成本和安装精度。
光纤光栅式光电编码器的光栅盘是一个由光纤组成的线性结构，通常由光纤束和衬套组成。
光纤光栅式光电编码器的光栅通常是一系列等宽度的透明和不透明区域，可以通过光学显微镜观察。
光纤光栅式光电编码器通常具有较低的制造成本和安装精度，但分辨率和精度较低。
三、光电编码器的应用光电编码器广泛应用于机械、自动化、航空、航天、轨道交通、医疗等领域。
以下是一些典型的应用场景：1、机床和机器人的位置和速度控制。
光电编码器分类及作用
光电编码器分类及作用光电编码器是一种将位置信息转化为数字信号的装置，由光电传感器和编码盘组成，可以用于测量物体的位置、速度、角度等参数。
根据不同的测量原理和应用领域，光电编码器可以分为几种不同的分类。
下面将介绍几种常见的光电编码器分类及其作用。
一、增量式光电编码器增量式光电编码器是测量物体位置变化的一种常用装置。
它通过将旋转或线性运动转化为光脉冲信号的方式，来测量物体的位置变化和速度。
光电编码器中的编码盘上有一系列的刻线，传感器通过感应这些刻线上的反射光来测量位置变化。
由于编码盘上刻线的数量有限，所以测量范围有一定的上限。
增量式光电编码器特点是测量范围较小，测量精度较高，适用于精密仪器和传感器等领域。
增量式光电编码器的工作原理是通过感应编码盘上的光信号，并将其转化为电信号。
一般来说，编码盘上的光信号是由两个光栅和一个光电传感器组成的。
光栅上的光线会被编码盘上的刻线阻挡或通过，使得光电传感器能够产生相应的电信号。
根据光电传感器产生的电信号波形和频率变化，可以计算出物体的位置和速度。
增量式光电编码器的作用主要体现在对位置和速度的测量上。
它可以实时监测物体的运动状态，并输出与之相对应的信号，供控制系统进行处理和反馈。
在机械制造、机器人、自动化生产线等领域中，增量式光电编码器被广泛应用于位置控制、速度调节、运动监测等方面。
二、绝对式光电编码器相对于增量式光电编码器，绝对式光电编码器能够直接读取物体的绝对位置信息，不需要通过计数来计算。
它可以在任意位置开始测量，不会因断电或重新启动而丢失数据。
绝对式光电编码器的编码盘上有多条同心圆，每条同心圆上有不同数量或形状的刻线，通过感应这些刻线的反射光来测量绝对位置。
绝对式光电编码器特点是测量范围大，测量精度较高，适用于需要直接读取位置信息的应用场合。
绝对式光电编码器的工作原理是通过感应编码盘上的光信号，并将其转化为二进制编码，从而得到物体的绝对位置。
编码盘上的光信号是由多个光栅和光电传感器组成的，每个光栅上的刻线数量和排列方式都不同，对应不同的二进制编码。
光电编码器
编码器
数字式传感器是能够直接将非电量转换为数字 量的传感器。 优点：测量精度和分辨率高，稳定性好，抗干 扰能力强，便于与微机接口，适宜远距离传输。 两种类型： 以编码方式产生代码型的数字信号 也称为编码器。它输出的信号是数字代码， 每一个代码对应一个输入量的值。 输出计数型的离散脉冲信号 称为脉冲数字传感器。它输出的脉冲数与输 入量成正比。 数字式传感器可用于测量位移（包括线位移和 角位移）和计数。
形磁芯作磁头， 磁环或磁头紧靠码盘，但又不与码盘表面接触。 每个磁头上绕两组绕组，原边绕组用恒幅恒频的正弦信号激励，副 边绕组用作输出信号，副边绕组感应码盘上的磁化信号转化为电信 号，其感应电势与两绕组匝数比和整个磁路的磁导有关。 当磁头 对准磁化区时，磁路饱和，输出电压很低，如磁头对准非磁化区， 它就类似于变压器， 输出电压会很高，因此可以区分状态“1”和
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°。
采用二进制编码器时，任何微小的制作误差，都可能 造成读数的粗误差。这主要是因为二进制码当某一较高的 数码改变时，所有比它低的各位数码均需同时改变。 为了消除粗误差，可用循环码代替二进制码。循环码 是一种无权码，从任何数变到相邻数时，仅有一位数码发 生变化。如果任一码道刻划有误差，只要误差不太大，且 只可能有一个码道出现读数误差，产生的误差最多等于最 低位的一个比特。
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
什么是光电编码器
什么是光电编码器什么是光电编码器一、光电编码器简介光电编码器是一种集光、机、电为一体的数字检测装置，它是一种通过光电转换，将输至轴上的机械、几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器，它主要用于速度或位置(角度)的检测。
具有精度高、响应快、抗干扰能力强、性能稳定可靠等显著的优点。
按结构形式可分为直线式编码器和旋转式编码器两种类型。
旋转编码器主要由光栅、光源、检读器、信号转换电路、机械传动等部分组成。
光栅面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;分别用两个光栅面感光。
由于两个光栅面具有90°的相位差，因此将该输出输入数字加减计算器，就能以分度值来表示角度。
它们的节距从光电编码器的输出信号种类来划分，可分为增量式和绝对值式两大类。
旋转增量式编码器转动时输出脉冲，通过计数设备来知道其位置，当编码器不动或停电时，依靠计数设备的内部记忆来记住位置。
这样，当停电后，编码器不能有任何的移动;当来电工作时，编码器输出脉冲过程中，也不能有干扰而丢失脉冲，不然，计数设备记忆的零点就会偏移，而且这种偏移的量是无从知道的，只有错误的生产结果出现后才能知道。
绝对编码器光码盘上有许多道刻线，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)，这就称为位绝对编码器。
这样的编码器是由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的唯一性，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。
由于绝对编码器在定位方面明显地优于增量式编码器，已经越来越多地应用于工业控制定位中。
编码器信号输出有并行输出、串行输出、总线型输出、变送一体型输出等输出形式。
串行输出是时间上数据按照约定，有先后输出;空间上，所有位数的数据都在一组电缆上(先后)发出。
光电式传感器——光电编码器
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
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 ：
n = 60fc /（Nm2 ） =60×106/（1024×3000）=19.53 r/min
3－光栏板上狭缝
光栏板上的两个狭缝距离是码
的绝对位置信息。
4－sin信号接收器 5－cos信号接收器
盘上的两个狭缝距离的（m +1/4） 倍，m 为正整数，并设置了两组光
6－零位读出光电元件
敏元件A、B，又称为sin、cos元件。
7－转轴
8－零位标记槽
ห้องสมุดไป่ตู้
＝360°／条纹数
＝360°／1024 ＝0.352°
转速测量
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 ）
转速应用举例
增量式 光电编码器
优点：原理构造简单、易于实现；机 械平均寿命长，可达到几万小时以上； 分辨率高；抗干扰能力较强，信号传 输距离较长，可靠性较高。
t为丝杠转动一整圈，工作台的位移
x＝t/360×
x
位置反馈
在数控机床中的应用
通过测量滚 珠丝杠的角位
移，间接获得
工作台的直线 位移x，构成位 置半闭环伺服 系统。
数控机床位置检测装置的分类
类 型 增量式
数字式 绝对式
增量式
模拟式 绝对式
光电编码器
光电编码器光电编码器一、光电编码器的原理和作用：光电编码器是集光、机、电技术于一体的数字化传感器，可以高精度测量被测物的转角或直线位移量。
它将输入给轴的角度量（机械几何位移量），利用光电转换原理转换成相应的电脉冲或数字量，具有体积小，精度高，工作可靠,接口数字化等优点，一般都应用于速度控制或位置控制系统的检测元件。
二、光电编码器的组成：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，其原理示意图如图所示：编码器码盘也叫分度盘，材料有玻璃、金属、塑料。
玻璃码盘是在玻璃上沉积很薄的刻线，其热稳定性好，精度高，金属码盘直接以通和不通刻线，不易碎，但由于金属有一定的厚度，精度就有限制，其热稳定性就要比玻璃的差一个数量级，塑料码盘是经济型的，其成本低，但精度、热稳定性、寿命均要差一些。
三、光电编码器的分类：按测量方式的分类：••••• 旋转编码器直尺编码器绝对式编码器增量式编码器混合式编码器按编码方式的分类：旋转编码器：通过测量被测物体的旋转角度并将测量到的旋转角度转化为脉冲电信号输出直尺编码器：通过测量被测物体的直线行程长度并将测量到的行程长度转化为脉冲电信号输出增量型编码器旋转型用光信号扫描分度盘（分度盘与转动轴相联），通过检测、统计信号的通断数量来计算旋转角度。
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两组脉冲相位差度，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。
工作原理由一个中心有轴的光电码盘，其上有环形通、暗的刻线，有光电发射和接收器件读取,获得四组正弦波信号组合成A、B、C、每个正弦波相差度相位差（相对于一个周波为度），将C、D信号反向，叠加在A、B两相上，可增强稳定信号；另每转输出一个Z 相脉冲以代表零位参考位。
《光电编码器》课件
应用案例二
工业自动化：用于控制机械臂、机器人等设备的运动 医疗设备：用于控制医疗设备的精确定位和运动 航空航天：用于控制航天器的姿态和运动 汽车电子：用于控制汽车电子设备的运动和定位
应用案例三
工业自动化：用于 控制机械臂、机器 人等设备的运动
医疗设备：用于 医疗设备的精确 定位和运动控制
航空航天：用于 航天器的姿态控 制和导航系统
光电编码器的市 场分析
市场需求
光电编码器广泛 应用于工业自动 化、机器人、医 疗设备等领域
随着工业4.0和 智能制造的发展， 光电编码器的市 场需求不断增长
光电编码器在精 度、稳定性、可 靠性等方面具有 优势，受到市场 青睐
光电编码器市场 竞争激烈，需要 不断创新和优化 产品性能，提高 市场竞争力
额
竞争策略：价 格战、技术战、
品牌战等
发展趋势：智 能化、小型化、
高精度等
市场规模和增长率
光电编码器市场 规模：全球市场 规模约100亿美 元
增长率：预计未 来五年内，光电 编码器市场将以 5%的复合增长 率增长
应用领域：主要 应用于工业自动 化、机器人、医 疗设备等领域
竞争格局：市场 竞争激烈，主要 厂商包括SICK、 Balluff、 Omron等
市场拓展：扩大 光电编码器的应 用领域，如工业 自动化、机器人、 医疗设备等
合作共赢：加强 与上下游企业的 合作，共同推动 光电编码器的发 展
环保节能：注重 光电编码器的环 保性能，降低能 耗，提高能源利 用率
光电编码器的案 例分析
应用案例一
案例名称：智能机器人 应用领域：工业自动化 应用原理：光电编码器用于机器人关节角度测量 应用效果：提高机器人定位精度和稳定性
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
光电编码器分类及作用
光电编码器是一种通过光电转换将输出轴地机械几何位移量转换为脉冲或数字量地传感器，主要由光源、码盘、光学系统及电路部分组成，
光电编码器主要有增量式编码器、绝对式编码器、混合式绝对值编码器、旋转变压器、正余弦伺服电机编码器等，其中增量式编码器、绝对式编码器、混合式绝对值编码器属于数字量编码器，旋转变压器、正余弦伺服电机编码器属于模拟量编码器．
一、增量式编码器
增量式编码器可以将位移转换成周期性地电信号，再把这个电信号转变成计数脉冲，通过计数设备来知道其位置．增量式光电编码器地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地增量.它能够产生与位移增量等值地脉冲信号，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）地传感方法，它是相对于某个基准点地相对位置增量，不能够直接检测出轴地绝对位置信息.一般来说，增量式光电编码器输出、两相互差°电度角地脉冲信号（即所谓地两组正交输出信号），从而可方便地判断出旋转方向.同时还有用作参考零位地相标志（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.
二、绝对式编码器
绝对式编码器每一个位置对应一个确定地数字码，因此它地示值只与测量地起始和终止位置有关，而与测量地中间过程无关.其位置是由输出代码地读数确定地.当电源断开时，绝对型编码器并不与实际地位置分离.重新上电时，位置读数仍是当前地.绝对编码器能够直接进行数字量大地输出，在码盘上会有若干地码道，码道数就是二进制位数.在每条码道上都会由透光与不透光地扇形区域组成，通过采用光电传感器对信号进行采集.在码盘两侧分别设置有光源和光敏元件，这样光敏元件则能够根据是否接受到光信号进行电平地转换，输出二进制数.并且在不同位置输出不同地数字码.从而可以检测绝对位置.但是分辨率是由二进制地位数来决定地，也就是说精度取决于位数.优点：可以直接读出角度坐标地绝对值，没有累积误差，电源切除后位置信息不会丢失.编码器地抗干扰特性、数据地可靠性大大提高了.
三、混合式绝对值编码器
混合式绝对值编码器，它输出两组信息：一组信息用于检测磁极位置，带有绝对信息功能；另一组则完全同增量式编码器地输出信息.
四、旋转变压器
旋转变压器简称旋变，是一种可变耦合原理工作地交流控制电机.它地副方（次级）输出电压与转子转角呈确定地函数关系.由经过特殊电磁设计地高性能硅钢叠片和漆包线构成地，相比于采用光电技术
地编码器而言，具有耐热，耐振.耐冲击，耐油污，甚至耐腐蚀等恶劣工作环境地适应能力.
五、正余弦伺服电机编码器
正余弦伺服电机编码器由一个中心有轴地光电码盘，其上有环形通、暗地刻线，有光电发射和接收器件读取，获得四组正弦波信号组合成，正余弦伺服电机编码器可以不采用高频率地通讯即可让伺服驱动器获得高精度地细分，这样降低了硬件要求，同时由于有单圈角度信号，可以让伺服电机启动平稳，启动力矩大.。