增量光電編碼器基本波形和電路

增量光電編碼器基本波形和電路圖

增量編碼器是以脈沖形式輸出的傳感器，其碼盤(pán)比絕對編碼器碼盤(pán)要簡(jiǎn)單得多且分辨率更高。一般只需要三條碼道，這里的碼道實(shí)際上已不具有絕對編碼器碼道的意義，而是產(chǎn)生計數脈沖。

　　它的碼盤(pán)的外道和中間道有數目相同均勻分布的透光和不透光的扇形區（光柵），但是兩道扇區相互錯開(kāi)半個(gè)區。當碼盤(pán)轉動(dòng)時(shí)，它的輸出信號是相位差為90°的A相和B相脈沖信號以及只有一條透光狹縫的第三碼道所產(chǎn)生的脈沖信號（它作為碼盤(pán)的基準位置，給計數系統提供一個(gè)初始的零位信號）。

　　從A，B兩個(gè)輸出信號的相位關(guān)系（超前或滯后）可判斷旋轉的方向。由圖3（a）可見(jiàn)，當碼盤(pán)正轉時(shí)，A道脈沖波形比B道超前π/2，而反轉時(shí)，A道脈沖比B道滯后π/2。圖3（b）是一實(shí)際電路，用A道整形波的下沿觸發(fā)單穩態(tài)產(chǎn)生的正脈沖與B道整形波相‘與’，當碼盤(pán)正轉時(shí)只有正向口脈沖輸出，反之，只有逆向口脈沖輸出。

　　因此，增量編碼器是根據輸出脈沖源和脈沖計數來(lái)確定碼盤(pán)的轉動(dòng)方向和相對角位移量。通常，若編碼器有N個(gè)（碼道）輸出信號，其相位差為π/ N，可計數脈沖為2N倍光柵數，現在N=2。圖3電路的缺點(diǎn)是有時(shí)會(huì )產(chǎn)生誤記脈沖造成誤差，這種情況出現在當某一道信號處于‘高’或‘低’電平狀態(tài)，而另一道信號正處于‘高’和 ‘低’之間的往返變化狀態(tài)，此時(shí)碼盤(pán)雖然未產(chǎn)生位移，但是會(huì )產(chǎn)生單方向的輸出脈沖。例如，碼盤(pán)發(fā)生抖動(dòng)或手動(dòng)對準位置時(shí)（下面可以看到，在重力儀測量時(shí)就會(huì )有這種情況）。

　　圖：增量光電編碼器基本波形和電路