提高精度的途径）光电式编码器（结构、工作原理、提高分

1、分类接触式编码器（结构、工作原理、提高精度的途径）光电式编码器（结构、工作原理、提高分辨率的方法）电磁式编码器脉冲盘式数字传感器（结构、工作原理、旋转方向的判断）应用第五章第五章 编码器编码器编码器主要分为 脉冲盘式（增量编码器） 码盘式（绝对编码器）码盘式接触式电磁式光电式非接触式编码器分类：分类：接触式编码器（码盘式编码器）接触式编码器（码盘式编码器） 结构 工作原理 提高精度的途径结构和工作原理结构和工作原理接触式编码器由码盘码盘和电刷电刷组成 码盘码盘:是利用制造印刷电路板的工艺，在铜箔板上制作某种码制图形（如8-4-2-1码等）的盘式印刷电路板。电刷电刷: :是一种活动触头结构，在外

2、界力的作用下旋转码盘时，电刷与码盘接触处就产生某种码制的某一数字编码输出。 工作原理工作原理：(以四位二进制码盘为例 )8421码：是最基本、最简单的二进制码，是用四位 二进制来表示一位等值的十进制数，共十六种组合。以8421制作的码盘和旋转轴固定在一起。 码盘上有四圈码道，相应地，对应码道上有一个电刷。四个电刷沿着一个固定的径向 安装。涂黑处为导电区，电刷接触导电部分时，输出高电平（涂黑处为导电区，电刷接触导电部分时，输出高电平（“1”1”）白处为绝缘区白处为绝缘区 ，电刷接触绝缘部分时，输出低电平（电刷接触绝缘部分时，输出低电平（“0”0”）编码器的分辨率取决于码道的数目nn2360 位数

3、越多，分辨精度越高。当然分辨精度越高，对码盘和电刷的制作和安装要求越严格。一般取n9 存在问题：由于四个电刷扫描的不同步引起错码由于四个电刷扫描的不同步引起错码产生非单值误差产生非单值误差 另外：电刷安装不精确引起的机械偏差，码盘制作和安装不准 提高精度的途径：（防止错码出现）、采用循环码盘：角角 度度电电 刷刷 位位 置置二进制码（二进制码（B）循环码（循环码（R）十十 进进 制制 数数0a0000000001 b0001000112 c0010001123 d0011001034 e0100011045 f0101011156 g0110010167 h0111010078 i100011

4、0089 j10011101910 k101011111011 l101111101112 m110010101213 n110110111314 o111010011415 p1111100015 循环码的特点是相邻两个数码间相邻两个数码间只有一位变化只有一位变化，即使制造或安装不精确，产生的误差最多也只是最低位，在一定程度上可消除非单值误差。因此采用循环码盘比8-4-2-1码盘的精度更高。 2、扫描法： 这种方法的原理是根据二进制码的特点设计的。二进制码是从最低位向高位逐级进位的，最低位变化最快，高位逐渐减慢。 扫描法有V扫描扫描、U扫描扫描以及M扫描扫描。 只介绍只介绍V扫描法扫描法 ：

5、 V扫描法是在最低位码道上安装一电刷，其他位码道上均安装有两个电刷：一个电刷位于被测位置的前边，称为超前电刷；另一个放在被测位置的后边，称为滞后电刷。 光电式编码器（码盘式编码器）光电式编码器（码盘式编码器）结构工作原理提高分辨率的方法光电式编码器的结构、工作原理光电式编码器的结构、工作原理光电式编码器的最大特点是非接触测量，允许高速转动光电式编码器的最大特点是非接触测量，允许高速转动 它是采用光电原理制成。包括：光源光源、光学系统光学系统、码盘码盘、光电元件光电元件和测量电路测量电路码盘：码盘：光电式编码器的码盘是一块圆形的光学玻璃，采用照相腐蚀工艺，在码盘上刻出透光和不透光的码形。并采用光

6、电转换元件代替接触式编码器地电刷。光电编码器的精度取决于码盘的精度。提高分辨率的方法提高分辨率的方法插值插值法法 若码盘已有14条（位）码道，在14位的码道上增加1条专用附加码道，如图： 电磁式编码器电磁式编码器 在数字式传感器中，电磁式编码器是近年发展起来的一种新型电磁敏感元件，它是随着光电式编码器的发展而发展起来的。光电式编码器的主要缺点是对潮湿气体和污染敏感，但可靠性差，而电磁式编码器不易受尘埃和结露影响，同时其结电磁式编码器不易受尘埃和结露影响，同时其结构简单紧凑，可高速运转，响应速度快构简单紧凑，可高速运转，响应速度快（达500700kHz），体积比光电式编码器小，而成本更低，且易将

7、多个元件精确地体积比光电式编码器小，而成本更低，且易将多个元件精确地排列组合，排列组合，比用光学元件和半导体磁敏元件更容易构成新功能器件和多功能器件。 码盘码盘：在码盘上按照编码的图形，制作出磁化区和非磁化区电刷电刷：采用小型的磁环或马蹄形磁芯作为磁头。磁头上有两组绕组线圈，一组是激励线圈，另一组是输出线圈。脉冲盘式数字传感器脉冲盘式数字传感器结构工作原理旋转方向的判断脉冲盘式数字传感器的结构和工作原理脉冲盘式数字传感器的结构和工作原理 脉冲盘式编码器又称为增量编码器增量编码器，它不能直接产生几位编码输出。 有三个码道有三个码道：最外圈零位码道零位码道 中间外圈外圈A码道码道 最内圈B码道码道 脉冲盘式编码器只能用于测量相对于上一次的角度增量，因此称为增量式编码器。它的精度取决于码盘的精度。脉冲盘式编码器的辨向方式 设计A、B码道就是实现辨向辨向功能 脉冲盘式编码盘两个码道产生的光