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光电编码器的简单认识

光电编码器，是yi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zui多的传感器，光电编码器的工作原理如图所示，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，码盘上有之相标志，每转yi圈输出yi个脉冲。此外，为判断旋转方向，码盘还可提供相位相差90?的两路脉冲信号。

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、式以及混合式三种。

1、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yi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*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位置信息。

2、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。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，编码器可有若干编码，根据读出码盘上的编码，检测位置。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。

3、混合式值编码器，它输出两组信息：yi组信息用于检测磁极位置，带有信息功能；另yi组则*同增量式编码器的输出信息。

光电编码器是yi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。

编码器可按以下方式来分类。

1、按码盘的刻孔方式不同分类

（1）增量型：就是每转过单位的角度就发出yi个脉冲信号(也有发正余弦信号，

然后对其进行细分，斩波出频率更高的脉冲)，通常为A相、B相、Z相输出，A相、B相为相互延迟1/4周期的脉冲输出，根据延迟关系可以区别正反转，而且通过取A相、B相的上升和下降沿可以进行2或4倍频；Z相为单圈脉冲，即每圈发出yi个脉冲。

（2）值型：就是对应yi圈，每个基准的角度发出yi个唯yi与该角度对应二进制的数值，通过外部记圈器件可以进行多个位置的记录和测量。

2、按信号的输出类型分为：电压输出、集电极开路输出、推拉互补输出和长线驱动输出。

3、以编码器机械安装形式分类

（1）有轴型：有轴型又可分为夹紧法兰型、同步法兰型和伺服安装型等。 [2] 

（2）轴套型：轴套型又可分为半空型、全空型和大口径型等。

4、以编码器工作原理可分为：光电式、磁电式和触点电刷式。

常见故障

1、编码器本身故障：是指编码器本身元器件出现故障，

导致其不能产生和输出正确的波形。这种情况下需更换编码器或维修其内部器件。

2、编码器连接电缆故障：这种故障出现的几率 zui高，维修中经常遇到，应是优先考虑的因素。通常为编码器电缆断路、短路或接触不良，这时需更换电缆或接头。还应特别注意是否是由于电缆固定不紧，造成松动引起开焊或断路，这时需卡紧电缆。

3、编码器+5V电源下降：是指+5V电源过低， 通常不能低于4.75V，造成过低的原因是供电电源故障或电源传送电缆阻值偏大而引起损耗，这时需检修电源或更换电缆。

4、式编码器电池电压下降：这种故障通常有含义明确的报警，

这时需更换电池，如果参考点位置记忆丢失，还须执行重回参考点操作。

5、编码器电缆屏蔽线未接或脱落：这会引入干扰信号，使波形不稳定，影响通信的准确性，必须保证屏蔽线可靠的焊接及接地。

6、编码器安装松动：这种故障会影响位置控制 精度，造成停止和移动中位置偏差量超差，甚至刚yi开机即产生伺服系统过载报警，请特别注意。

7、光栅污染 这会使信号输出幅度下降，必须用脱脂棉沾*轻轻擦除油污。

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