揭秘增量式旋转编码器的工作原理与应用

增量式旋转编码器是一种常见的机械式位置传感器，它的工作原理主要基于光电转换，通过内部的光栅盘和两个光敏接收管来测量和解析旋转角度。这种编码器不提供绝对位置信息，而是通过输出三组脉冲（A、B和Z相）来反映角位移的增量变化。 其工作过程可以分为以下几个步骤： 1. 基本结构：编码器包含两个光敏接收管A和B，它们分别对应光栅盘上的两个点，如A和B。这两个点之间的距离S2与光栅盘的光栅间距S0和S1有特定的关系。当编码器旋转时，光栅盘上的光栅线被照射，形成一系列脉冲信号。 2. 时序与相位关系：当光栅盘以恒定速度转动时，A和B输出的脉冲频率与光栅间距的比例保持一致，这使得通过分析输出波形的S0、S1和S2比例，可以推算出旋转的角度。即使速度改变，只要是在一个运动周期内，这个比例保持不变。 3. 确定运动方向与位移：通过比较相邻的A和B输出值，可以判断编码器的运动方向。当S0等于S1，且S2等于S0的一半时，说明编码器移动了半个周期，可以计算出角度和角速度。若S0和S1不等，就需要一个完整周期来获取这些信息。 4. 应用实例：鼠标就是利用类似原理工作的，通过检测滚轮的转动，提供增量式的角度反馈。 5. 分类：增量式编码器属于光电编码器的一种，还有其他类型的编码器如绝对式编码器和混合式编码器，它们的区别在于是否能提供绝对位置信息和信号输出形式。 增量式编码器因其结构简单、抗干扰性强、成本较低和长寿命的特点，在工业自动化领域，特别是在需要连续监测位置变化的应用中得到了广泛应用，如伺服系统、机器人、PLC控制等。然而，由于缺乏绝对位置信息，对于需要精确位置追踪的情况，可能需要配合其他技术使用。