9.5光电码盘 数字式传感器: 把输入量转换成数字量输出 优点：测量精度和分辨力高，抗干扰能力强，能避免 在读标尺和曲线图时产生的人为误差，便于用 计算机处理 最简单的数字式传感器是编码器(ADE) 角度数字编码器（码盘）或直线位移编码器（码尺） 原理分类：电触式、电容式、感应式和光电式等 9.5 光电码盘 • 工作原理 • 码盘和码制 • 二进制码与循环码的转换 • 应 用 9 9. .5 5. .1 1 工作原理工作原理 • 用光电方法把被测角位移角位移转换成以数字代码数字代码形式表示 的电信号的转换部件 1－光源－光源 2－柱面镜－柱面镜 3－码盘－码盘 4－狭缝－狭缝 5－元件－元件 9.5.2 码盘和码制 6 位 二 进 制 码 盘位 二 进 制 码 盘根据码盘的起始和终止位置就可确定转角，与转动的中间过程无关根据码盘的起始和终止位置就可确定转角，与转动的中间过程无关 码盘：光学玻璃，透光码盘：光学玻璃，透光/不透光（同心码道）不透光（同心码道）→ 照相腐蚀照相腐蚀 要求：分度准确（工艺）、要求：分度准确（工艺）、 阴暗交替边缘陡峭（工艺、材质）阴暗交替边缘陡峭（工艺、材质） 光源：光源：LED → 光学系统光学系统 → 平行光平行光 → 投影精确投影精确 光电元件：硅光电池，光电晶体管光电元件：硅光电池，光电晶体管 码道：位数码道：位数→每个码道对应一个光电元件每个码道对应一个光电元件→分辨率分辨率 角度分辨率：角度分辨率： α=360º /2n n-码道数（位数）码道数（位数） 光电元件输出：光电元件输出： 亮区亮区 --- “1” ; 暗区暗区 --- “0” 信号组合信号组合 --- 编码数字量编码数字量 --- 转角大小转角大小 绝对测量绝对测量 --- 固定的数字码固定的数字码 （不需要基准）（不需要基准） 码盘码盘 绝对式接触式编码器绝对式接触式编码器演示演示 4 4个电刷个电刷 4 4位二进制位二进制 码盘码盘 +5V+5V输入输入 公共码道公共码道 最小分辨角度为最小分辨角度为 α=360°°/2n 6 位 二 进 制 码 盘位 二 进 制 码 盘根据码盘的起始和终止位置就可确定转角，根据码盘的起始和终止位置就可确定转角， 与转动的中间过程无关。
与转动的中间过程无关 二进制码盘主要特点：二进制码盘主要特点： （1）n位(n个码道)的二进制码盘具有2n种不同编码，称其 容量为2n， 其最小分辨力θ1＝3600／2n，它的最外圈角节 距为2θ1； （2）二进制码为有权码，编码Cn,Cn-1，…，C1对应于由零 位算起的转角为： （3）码盘转动中，CK变化时，所有Cj(j
不会产生粗大误差 六 位 的 循 环 码 码 盘二进制码与循环码的转换 iiiiiinnCCRRCCRC114位二进制码与循环码的对照表位二进制码与循环码的对照表 二进制码转换为循环码的电路 (a) 并行变换电路并行变换电路 (b)串行变换电路串行变换电路 循环码转变为二进制码的电路循环码转变为二进制码的电路 (a) 并行变换电路并行变换电路 (b)串行变换电路串行变换电路 循环码是无权码，直接译码有困难，一般先转换为二进制码后再译码循环码是无权码，直接译码有困难，一般先转换为二进制码后再译码 单盘与多盘编码器单盘与多盘编码器: • 单盘编码器: 全部码道在一个圆盘上，结构简单，使用 方便但当位数要求增多的情况下，若要 求具有很高的分辨力，则制造困难，圆盘 直径也要大 • 采用几个码盘通过机械传动装置连成一起 的码盘组，则可大大提高分辨率，而且可 以用来测定转速 4. 4. 应用应用 角编码器外形角编码器外形 拉线式拉线式角编角编 码器利用线轮，码器利用线轮， 能将直线运动转能将直线运动转 换成旋转运动换成旋转运动 其他角编码器外形其他角编码器外形 （参考德国图尔克传感与自动化技术专业公司）（参考德国图尔克传感与自动化技术专业公司） 编码器在定位编码器在定位加工中的加工中的应用应用 1 1—绝对式编码器绝对式编码器 2—电动机电动机 3—转轴转轴 4—转盘转盘 5—工件工件 6—刀具刀具 数控数控加工中心加工中心 编码器在数控编码器在数控 加工中心的刀库选刀加工中心的刀库选刀 控制中控制中的应用的应用 旋转刀库旋转刀库 被加工工件被加工工件 刀具刀具 角编码器的输出为角编码器的输出为 当前刀具号当前刀具号 角编码器与角编码器与 旋转刀库连接旋转刀库连接 用不同的刀具加用不同的刀具加 工复杂的工件工复杂的工件 • 某6码道的循环码光电码盘，光线照射时得 到的编码是001100，则转角为（ ） • 现有一个采用4位循环码码盘的光电式编码 器，码盘的起始位置对应的编码是0011， 终止位置对应的编码是1111，则该码盘转 动的角度可能会是（ ）。
• A.60度 B.90度 • C.180度 D.270度 。