脉冲盘式数字传感器介绍及应用解析

脉冲盘式编码器又称为增量编码器。增量编码器一般只有三个码道，它不能直接产生几位编码输出，故它不具有绝对码盘码的含义。这是脉冲盘式编码器与绝对编码器的不同之处。

1.结构与工作原理

脉冲盘式编码器的圆盘上等角距地开有两道缝隙，如图11-3 所示。内外圈(A，B)的相邻两缝距离错开半条缝宽；另外，在某一径向位置，一般在内外两圈之外开有一狭缝，表示码盘的零位。在它们的相对两侧面分别安装光源和光电接收元件。当转动码盘时，光线经过透光和不透光的区域，每个码道将有一系列光电脉冲由光电元件输出，码道上有多少缝隙就将有多少个脉冲输出。光电编码器一般采用封闭式结构，内装发光二极管光电接收器和编码盘等，通过联轴节与被测轴连接，将角位移转换成A、B 两相脉冲信号，供双向计数器计数；同时还输出一路零脉冲信号，作为零位标记，即它能输出600 P/r 个A、B 相脉冲和1 P/r 的零位(C 相)脉冲。A、B 两相脉冲信号相差90°相位，最高工作频率达30 kHz。

图11-3 脉冲式数字传感器

增量编码器的精度和分辨率与绝对编码器一样，主要取决于码盘本身的精度。(www.xing528.com)

2.旋转方向的判别

为辨别码盘旋转方向，可以采用图11-4 所示原理图实现。光电元件A 和B 输出信号经放大整形后，产生Pl 和P2 脉冲。将它们分别接到D 触发器D 端和CP 端，如图11-4(a)所示，由于A 和B 两道缝距相差90°，D 触发器(FF)在CP 脉冲(P2)的上升沿触发，当正转时，Pl 脉冲超前P2 脉冲90°，FF 的Q=1 表示正转；当反转时，P2 超前Pl 脉冲90°，FF的Q=0，即，表示反转。分别用Q=1 和，控制可逆计数器是正向还是反向计数，即可将光电脉冲变成编码输出。C 相脉冲接至计数器复位端，实现每转动一圈复位一次计数器的目的。无论正转还是反转，计数器每次反映的都是相对于上次角度增量，故这种测量称为增量法。

图11-4 光电式编码器辨向原理图

除了光电式的增量编码器外，目前还相继开发了光纤增量传感器和霍尔效应式增量传感器等，它们都得到广泛的应用。