光电编码器基础知识培训

1、Confidential and internal use only1光电编码器基础知识培训光电编码器基础知识培训 ICG TianJin China 2009.4.30Confidential and internal use only2编码器的分类与应用编码器的分类与应用编码器的主要技术参数编码器的主要技术参数编码器基本工作原理编码器基本工作原理编码器的命名方式编码器的命名方式Confidential and internal use only31编码器的基本工作原理编码器的基本工作原理 光电编码器，又称光电角位置传感器。是集成光机电为一体的数字测角装置，主要是以高精度计量光栅为检测元件，

2、通过光电转换，将轴的机械角位移信息转换成相应的数字代码，用他可以实现角位移、角速度、和角加速度及其他物理量的精确测量,输出信号与计算机相连接,不仅能够实现数字测量与数字控制,而且与其他同类用途的传感器相比，具有精度高、测量范围广、使用可靠、易于维护等优点。因此已普遍应用在雷达、光电经纬仪、地面指挥仪、机器人、数控机床和高精度闭环调速系统等诸多领域，是自动化设备理想的角度传感器。 Confidential and internal use only41：光源（：光源（LED）2：透镜（：透镜（Lens）3：指示光栅：指示光栅4：码盘（：码盘（Disk）5：接受器：接受器（ASIC）点光源（点光源

3、（LED）发出的光经过透镜（）发出的光经过透镜（Lens）的折射变成准直的平行光，通）的折射变成准直的平行光，通过光栅和码盘，照射到光电接受器上，如果码盘发生转动，光线就会把码过光栅和码盘，照射到光电接受器上，如果码盘发生转动，光线就会把码盘转动的情况反应到接受器上。接受器会把这些光信号转换成电信号输出，盘转动的情况反应到接受器上。接受器会把这些光信号转换成电信号输出，从而以电脉冲的形式反应出物理的运动量（位移、角速度、加速度）。从而以电脉冲的形式反应出物理的运动量（位移、角速度、加速度）。Confidential and internal use only5光电编码器信号产生流程光电编码器信

4、号产生流程光源光源LED透镜透镜Lens指示光栅指示光栅码盘码盘Disk接受器接受器ASIC整形电路整形电路客户客户信号的形式信号的形式发散的红外光发散的红外光平行的红外光平行的红外光编码后的平行红外光编码后的平行红外光能反应运动状态的编码平行红外光能反应运动状态的编码平行红外光能反应运动状态的电脉冲信号能反应运动状态的电脉冲信号有驱动能力且能反应运动状态的电脉有驱动能力且能反应运动状态的电脉冲信号冲信号Confidential and internal use only6增量信号：增量信号： 由由A，B，Z等信号组成可以反等信号组成可以反应出当前编码器的运行状态。应出当前编码器的运行状态。

5、如：在单位时间内，用户接受如：在单位时间内，用户接受到的脉冲数就反应出了编码器运行到的脉冲数就反应出了编码器运行的速度，包括速率和方向。的速度，包括速率和方向。磁极信号（磁极信号（UVW信号）：信号）： 由由U、V、W等信号组成可以代等信号组成可以代替电机中的电刷切换电机的磁极电替电机中的电刷切换电机的磁极电流方向。用来控制电机的运行。流方向。用来控制电机的运行。Confidential and internal use only7相位阵技术相位阵技术 相位阵技术就是将光电池高度集成在ASIC芯片上，差动信号（A或B）的接收部分是由数百个微小单元光电池集成在一起，各单元光电池分布在不同的位置，

6、其相位和波形通过阵列运算的方式，把模糊信号处理成高灵敏度标准源信号。相位阵ASIC芯片由多层电路组成，除表面的高灵敏度光电池阵列外，下层还集成实时阵列运算电路、虚拟定光栅、正弦信号生成电路、电压比较器、积分放大器、相位稳定电路、倍频电路等，从而简化了编码器电路处理过程。 丹纳赫采用的就是相位阵技术，ASIC是从美国ETIC（East Texas Integrated Circuits）购买的，它集成了指示光栅、信号处理电路、倍频电路等，具有较高的耐温特性和较高的响应频率还有很好的抗干扰特性。Confidential and internal use only8UVW ASIC正在发光的正在发光

7、的LED、Lens组合件组合件ABZ ASIC码盘码盘Confidential and internal use only9111870-0002 LED、Lens组合件组合件ABZ ASIC 整体放大图整体放大图ASIC的局部放大图的局部放大图UVW ASIC 整体放大图整体放大图Confidential and internal use only10LED整体放大图整体放大图Disk 码道部分放大图码道部分放大图合格的合格的ABZ信号信号合格的合格的UVW信号信号Confidential and internal use only11附录附录 ：信号倍频的原理：信号倍频的原理Confide

8、ntial and internal use only12附录附录 ：模拟信号积分放大的原理：模拟信号积分放大的原理Confidential and internal use only13附录附录 ：放大及驱动电路的原理：放大及驱动电路的原理Confidential and internal use only14附录附录 ：典型编码器：典型编码器PCB原理图（增量式）原理图（增量式）Confidential and internal use only15附录附录 ：典型编码器倍频电路原理图（增量式）：典型编码器倍频电路原理图（增量式）Confidential and internal use

9、only16Confidential and internal use only17Confidential and internal use only18Confidential and internal use only19Confidential and internal use only20Confidential and internal use only212编码器的主要分类编码器的主要分类从工作原理分从工作原理分1光电式光电式 2磁电式磁电式 3机械式机械式从信号分从信号分1增量式增量式(F10 F14 F18) 2绝对式绝对式(AC58)从轴形式分从轴形式分 1空心轴空心轴(F series) 2实心轴实心轴(RI41 RI58 76)从机械结构分从机械结构分1组合式组合式 2无轴承无轴承(M series) 3封闭式封闭式 Confidential and internal use only223编码器的主要技术参数编码器的主要技术参数脉冲脉冲精度精度时针方向时针方向电源电压电源电压消耗电流消耗电流电压输出电压输出集电极开路集