编码器原理与光电绝对编码器详解

在本章节中，我们深入探讨了数字式传感器中的编码器技术，特别是在感测领域中用于旋转式感应同步器的定子和转子绕组设计。图7-3-4展示了定子（断续绕组）与转子（连续绕组）的结构，其中定子通常包含一个断续绕组，而转子则为连续绕组，其绕组节距是设计中的关键参数。 编码器是一种将机械角位移直接转换为电子二进制信号的设备。7.1节详细介绍了直接编码器的工作原理，如光电绝对编码器，它由光源、光电元件和码盘组成。光电元件根据接收到的光量变化输出“1”或“0”的电平信号，这些信号组合起来形成二进制码。图7-1-1展示了编码器的基本结构，包括多个光电元件和对应的码盘，如二元码盘和循环码盘。 二元码盘（图7-1-2）采用黑白间隔表示二进制位，如第一码道有21个黑白间隔对应于二进制码C1，随着码道数增加，黑白间隔数量翻倍。循环码盘（图7-1-2（b））的特点是相邻码道的黑白分界线错开180°/2i，这有助于减少粗误差，但可能导致一定的分辨率损失。直接编码器更倾向于使用循环码盘，因为它们可以消除粗误差。 图7-1-3展示了二进码盘的粗误差现象，这是编码器设计中需要考虑的一个重要因素。为了实现精确的角位移转换，编码器使用转角与二进码转换电路，以及二进码到循环码的转换，如图7-1-4所示，包括并行和串行电路两种转换方式。 本章节提供了关于定子和转子绕组在感应同步器中如何配合编码器工作的详细知识，以及编码器内部工作原理和各种码制的选择，这对于理解和应用数字式传感器在精密机械控制和定位系统中至关重要。理解这些原理和技术细节对于工程师来说，能帮助他们优化设计，提高设备的精度和可靠性。