增量式旋转编码器的优化设计策略

常用的增量式旋转编码器为增量式光电编码器。其结构简图如图8-2所示。

光电编码器由光源、透镜、光栏板、光电码盘、光电元件及信号处理电路组成。其中，光电码盘是在一块玻璃圆盘上镀上一层不透光的金属膜，然后在上面制成圆周等距的透光和不透光相间的条纹，光栏板上具有和光电码盘上相同的透光条纹，当光电码盘旋转时，光线通过光栏板和光电码盘产生明暗相间的变化，由光电元件接收变化信号。光电元件将光信号转化成电脉冲信号。光电编码器的测量精度取决于它所能分辨的最小角度，而这与码盘圆周的条纹数有关，即分辨角

α＝360°／条纹数

如条纹数为1024，则分辨角α＝360°/1024≈0.352°(www.xing528.com)

实际应用的光电编码器的光栏板上有两组条纹A、A和B、B，每组条纹的间隙与光电码盘相同，而A组和B组的条纹彼此错开1/4节距，两组条纹相对应的光电元件所产生的信号彼此相差90°，数控系统正是利用这一相位关系来判断方向的。

光电编码器的输出信号A、A和B、B为差动信号。差动信号大大提高了传输的抗干扰能力。在数控系统中，常对上述信号进行倍频处理，以进一步提高分辨力。例如，配置2000脉冲/r光电编码器的伺服电动机直接驱动8mm螺距的滚珠丝杠，经数控系统4倍频处理后，相当于8000脉冲/r的角度分辨力，对应工作台的直线分辨力由倍频前的0.004mm提高到0.001mm。

此外。在光电码盘的里圈里还有一条透光条纹C，用以每转产生一个脉冲，该脉冲信号又称一转信号或零标志脉冲。同样，该脉冲也以差动形式C、C输出。