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隨著機(jī)電一體式的快速發(fā)展，傳感器作為信息反饋器件，對(duì)由計(jì)算機(jī)、信息反饋機(jī)構(gòu)和執(zhí)行器組成的開(kāi)環(huán)和閉環(huán)系統(tǒng)的控制精度有著非常重要的影響。編碼器是將數(shù)字信息轉(zhuǎn)換成角度和長(zhǎng)度等可執(zhí)行變量的重要工具。比如傳感器測(cè)得的機(jī)械幾何位移通過(guò)光電轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換成脈沖或數(shù)字，角度、轉(zhuǎn)速等物理量通過(guò)旋轉(zhuǎn)編碼器轉(zhuǎn)換成數(shù)字脈沖信號(hào)。在機(jī)電一體式系統(tǒng)中，編碼器具有機(jī)構(gòu)緊湊、安裝方便、易于維護(hù)、工作可靠、精度高、響應(yīng)快等特點(diǎn)，在自動(dòng)化領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。本文主要討論編碼器的類(lèi)型以及編碼器在產(chǎn)品中的應(yīng)用。

 編碼器由光柵盤(pán)和光電檢測(cè)裝置兩部分組成，其工作原理是：光柵盤(pán)在圓盤(pán)上均勻開(kāi)有固定數(shù)量的矩形孔，工作時(shí)圓盤(pán)旋轉(zhuǎn)，電子檢測(cè)裝置檢測(cè)輸出脈沖信號(hào)，從而達(dá)到變量轉(zhuǎn)換的目的。根據(jù)編碼器信號(hào)的原理，可分為絕對(duì)值編碼器和增量編碼器。

增量式編碼器將位移變量轉(zhuǎn)換成周期性的電信號(hào)，然后將這些電信號(hào)轉(zhuǎn)換成計(jì)數(shù)脈沖。脈沖數(shù)表示位移，并傳送給計(jì)算機(jī)。其工作過(guò)程是：以軸為中心的光電碼盤(pán)上有圓形明、暗刻線，光電碼盤(pán)的一側(cè)有光電發(fā)射裝置，另一側(cè)有接收和檢測(cè)裝置。光電盤(pán)會(huì)隨著測(cè)量的旋轉(zhuǎn)而變化，從而達(dá)到測(cè)量速度、旋轉(zhuǎn)方向、運(yùn)動(dòng)角度和相對(duì)距離的目的。增量式編碼器在使用中還存在一些缺陷，主要是因?yàn)樵隽渴骄幋a器的初始位置依賴于計(jì)數(shù)裝置的內(nèi)部存儲(chǔ)器。一旦因斷電或外界干擾導(dǎo)致脈沖丟失，編碼器零點(diǎn)就會(huì)偏移，無(wú)法通過(guò)計(jì)算得到偏移量，更談不上自校正。目前的增量式編碼器存在零點(diǎn)累積誤差、關(guān)機(jī)斷電記憶丟失、開(kāi)機(jī)需要復(fù)位零點(diǎn)、抗干擾功能差等問(wèn)題。

絕對(duì)式編碼器的基本結(jié)構(gòu)類(lèi)似于增量式編碼器，由發(fā)射元件、檢測(cè)元件、固定光柵和旋轉(zhuǎn)光柵組成。編碼器工作時(shí)，旋轉(zhuǎn)光柵隨著被測(cè)元件的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，發(fā)射元件發(fā)出的平行光束照射至光碼盤(pán)上，并與光碼盤(pán)另一側(cè)的檢測(cè)元件耦合。絕對(duì)式編碼器和增量式編碼器的區(qū)別在于，前者有很多光通道劃線，每個(gè)劃線都有自己的布局碼。絕對(duì)值編碼器采用這種多重比較的方法，避免了增量編碼器的缺陷，可以直接輸出數(shù)字信號(hào)。測(cè)量角度、距離等物理量時(shí)，不需要計(jì)數(shù)器，在有電噪聲或振動(dòng)的惡劣環(huán)境下也能使用，抗干擾能力強(qiáng)。測(cè)量時(shí)，其位置取決于光學(xué)編碼器的機(jī)械位置，因此不需要記憶和參考點(diǎn)，也不需要回到原點(diǎn)，因此不會(huì)產(chǎn)生累積誤差，抗干擾性和可靠性強(qiáng)。