数字量传感器：原理、应用与发展趋势

数字量传感器是一种能把被测模拟量直接转换为数字量输出的装置，可直接与计算机系统连接。数字量传感器具有测量精度和分辨率高、抗干扰能力强、稳定性好、易于与计算机接口、便于信号处理和实现自动化测量、适宜远距离传输等优点，在一些精度要求较高的场合应用极为普遍。工业装备上常用的数字量传感器主要有数字编码器（在实际工程中应用最多的是光电编码器）、数字光栅和感应同步器等。

1）光电编码器

光电编码器通过读取光电编码盘上的图案或编码信息来表示与光电编码器相连的测量装置的位置信息，根据光电编码器的工作原理，可以将其分为绝对式光电编码器和增量式光电编码器两种，绝对式光电编码器通过读取编码盘上的二进制编码信息来表示绝对位置信息，二进制位数越多，测量精度越高，输出信号线对应越多，结构越复杂，价格越高。增量式光电编码器直接利用光电转换原理给出三组方波脉冲信号A、B和Z相，A、B两组脉冲相位差90°，从而更方便地判断出旋转方向，而Z相为每转一个脉冲，用于基准点定位；其测量精度取决于码盘的刻线数，但结构相对绝对式光电编码器简单，价格便宜。

光电编码器是一种角度（角速度）检测装置，它将输入的角度量，利用转换成相应的电脉冲或数学量，具有体积小、精度高、工作可靠和接口数字化等优点，被广泛应用于数控机床、回转台、伺服传动、机器人、雷达和军事目标测定等需要检测角度的装置和设备中。

2）数字光栅传感器(www.xing528.com)

数字光栅传感器是根据标尺光栅与指示光栅之间形成的莫尔条纹制成的一种脉冲输出数学式传感器。它广泛应用于数控机床等闭环系统的线位移和角位移的自动检测及精密测量方面，测量精度可达几微米。数字光栅传感器具有测量精度高、分辨率高、测量范围大和动态特性好等优点，适合于非接触式动态测量，易于实现自动控制，广泛用于数控机床和精密测量设备中。但是光栅在工业现场使用时，对工作环境要求较高，不能承受大的冲击和振动，要求密封，以防止尘埃、油污和铁屑等的污染，成本较高。

3）感应同步器

感应同步器是应用定尺与滑尺之间的电磁感应原理来测量直线位移和角位移的一种精密传感器。感应同步器是一种多极感应元件，可对误差起补偿作用，所以具有很高的精度。

感应同步器具有对环境温度、湿度变化要求低，测量精度高，抗干扰能力强，使用寿命长和便于成批生产等优点，在各领域的应用十分广泛。直线式感应同步器已经广泛应用于大精密坐标镗床、坐标铣床及其他数控机床的定位、数控和数显；圆盘式感应同步器常用于雷达天线定位跟踪、导弹制造、精密机床或测量仪器设备的分度装置等领域。