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編碼器的工作原理是什么

來源:深圳市京都玉崎電子有限公司   2025年08月20日 15:24  
編碼器的工作原理核心是將機(jī)械運(yùn)動(如旋轉(zhuǎn)角度、直線位移)轉(zhuǎn)換為可被電子設(shè)備識別的電信號(脈沖、數(shù)字編碼等),從而實(shí)現(xiàn)對運(yùn)動參數(shù)(位置、速度、方向)的檢測與反饋。不同類型的編碼器,具體工作機(jī)制有所差異,以下按常見類型詳細(xì)說明:

一、光電編碼器的工作原理

光電編碼器是應(yīng)用zui廣泛的類型,利用光電轉(zhuǎn)換原理實(shí)現(xiàn)信號轉(zhuǎn)換,核心組件包括碼盤、光源、光敏元件和信號處理電路。


  1. 核心組件作用
    • 碼盤:通常為圓形薄片(旋轉(zhuǎn)編碼器)或條形薄片(直線編碼器),由透明和不透明區(qū)域交替組成(類似 “光柵”),隨機(jī)械運(yùn)動同步轉(zhuǎn)動或移動。

    • 光源:一般為發(fā)光二極管(LED),提供穩(wěn)定的入射光。

    • 光敏元件:如光電二極管、光電三極管,接收透過碼盤的光線,將光信號轉(zhuǎn)換為電信號(電流 / 電壓變化)。

  2. 工作過程
    • 當(dāng)碼盤運(yùn)動時,透明區(qū)域允許光線通過,光敏元件接收光信號并輸出高電平;不透明區(qū)域阻擋光線,光敏元件輸出低電平。

    • 隨著碼盤持續(xù)運(yùn)動,光敏元件會輸出一系列交替的高低電平信號,即脈沖信號。通過計數(shù)脈沖數(shù)量可計算位移量(如旋轉(zhuǎn)角度),通過脈沖頻率可計算運(yùn)動速度(如轉(zhuǎn)速)。

    • 部分編碼器會設(shè)置兩組相差 90° 相位的光敏元件(A 相和 B 相),通過判斷 A、B 相脈沖的先后順序,可識別運(yùn)動方向(例如:A 相超前 B 相為正轉(zhuǎn),B 相超前 A 相為反轉(zhuǎn))。

    • 還可能包含一個 “零位脈沖”(Z 相),每轉(zhuǎn)一圈輸出一個脈沖,用于校準(zhǔn)初始位置。


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