光电编码器与计算机连接模块,光电编码器原理及应用电路-20210310075025.docx--原创力文档...

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1、光电编码器原理

光电绸码器，就是一种通过光电转换WW3出轴上得机械几何位移重转换成脉冲或数字重得传感器.这就是目 前应用最多得传感器，光电编码器就是由光栅盘与光电检测装置组成。光栅盘就是在一定直径得國板上等 分地开通若干个长方形孔.由于光电码盘与电动机同轴，电动机旋转时光栅盘与电动机同速旋转，经发光二 极管等电子元件组成得检测装置检测输出若干脉冲信号，其原理示意图如圉1所示;通过计算每秒光电编码 器输出脉冲得个数就能反映当前电动机得转速。此外，为判断旋转方向,码盘还可提供相位彳目差90度得脉 冲信号.

图1光电编码戢原理示尊图

图1光电縊码器原理示意图

根据检测原理编码器可分为光学式、磁式、感应式与电容式。根据其刻度方法及信号输出形式，可分为墳重 式、绝对式以及混合式三种。

1、1瑁重式编码器

增量式编码器就是直接利用光电转换原理输出三组方波脉冲A、B与Z相;A、B两组脉冲相位差90度得 脉冲信号,Z相为每转一个脉冲，用于基准庶定位。它得优点就是原理构造简单,机械平均寿命可在几万”时 以上抗干扰能力强，可靠性哥适合于长距离传输。其缺点就是无法输出轴转动得绝对位置信息。

1、2绝对式编码器

绝对编码器就是直接输出数字重得传感器，在它得圆形码盘上沿径向有若干同心码直每条道上由透光与不 透光得扇形区相间组成,相邻码道得扇区数目就是双倍关系，码 盘上得码道数就就是它得二进制数码得位埶 在码盘得一侧就是光源另一侧对应每一码道有_光敏元件;当码盘处于不同位置时,各光敏元件根据受光照 与否转换出相应得电平信号■形成二进制数。这种编码器得特点就是不要计数器，在转轴得任意位置都可读 出一个固定得与位置相对应得数字码。显然，码道越多方辨率就趣哥 对于一个具有N位二进制分辨率得编 码器，其码盘必须有N条码道?目前国内已有16位得绝对编码器产品?

绝对式编码器就是利用目然二进制或循环二进制(葛菜码)方式进行光电转换得。绝对式编码器与堵量式编 码器不同之处在于圆盘上透光、不透光得线条图形，绝对编码器可有若干编码，根据读出码盘上得编码，检测 绝对位置。编码得设计可采用二进制码、循环码、二进制补码等。它得特点就是：

1、2、1可以直接读出角度坐标得绝对值；

1、2、2没有累积误差；

1、2、3电源切除后位置信息不会丟失.但就是分辨率就是由二进制得位数来决启得,也就就是说精度取决 于位数，目前有10位.14位等多种。

1、3混合式绝对值绸码器

混合式绝对值编码器■它输出两组信息:一组信息用于检测磁极位^帝有绝对信息功能；另一组贝烷全同瑁量式编码器得输出信息.

光电编码器就是一种角度(角速度)检测装琶它将输入给轴得角度垦利用光电转换原理转换成相应得电脉 冲或数字量■具有体积＜|\精度高，工作可靠，接□数字化等优点.它广泛应用于数控机床、回转台、伺服传动、 机器人、雷达、军事目标测走等需要检测角度得装置与设备中.

2、光电编码器得应用电路

2、1 EPC - 755A光电编码器得应用

EPC - 755A光电编码器具备良好得使用性能,在角度测重、位移测重时抗干扰能力很弭井具有稳定可霏得 输出脉冲信号，且该脉冲信号经计数后可得到被测重得数字信号。因此,我们在硏制汽车笃驶模拟器时，对方 向盘旋转角度得测ft选用EPC - 755A光电编码器作为传感器，其输出电路选用隼电极开路型,输出分辨率选 用360个脉冲/圈,考虑到汽车方向盘转动就是双向得，既可顺时针旋转也可逆时针旋转，需要对编码器得输 出信号鉴相后才能计数。图2给出了光电絹码器实际使用得鉴相与双向计数电路，鉴相电路用1个D解发 器与2个与非门组成，计数电路用3片74LS193组成。

OVT-L0U7-BCHTT-AN2OUT-X OUT-BVITLK￡V2=0"順时针疑转逆时针旋转D4D5D6D7D0D1D2D3TCUICD P0P1P2P3CVCDCLMR

OVT-L

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V2

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順时针疑转

逆时针旋转

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战光电编玛器鉴相计数电路

当光电编码器顺时针旋转时■通道A输出波形超前通道B输出波形90°fD触发器输出Q(波形W1)为高电 平Q(波形W2)为低电平，上面与非门打开廿数脉冲通过(波形W3).送至双向计数器74LS193得加脉冲输 入端CU.进行加法计数;此时，下面与非门关闭，其输出为高电平(波形W4).当光电编码器逆时毛十旋转时，通 道A输出波形比通道B输出波形延迟901D触发器输出Q(波形W1)为低电平,Q(波形W2)为高电平，上面 与非门关闭甚输出为高电平(波形W3);此时下面与非门打开，计