傳感器應(yīng)用技術(shù)項(xiàng)目九基于數(shù)字式傳感器的位置檢測儀的設(shè)計(jì)與制作碼盤式編碼器講授內(nèi)容碼盤式編碼器，也叫絕對式編碼器。在總體結(jié)構(gòu)上與增量式比較類似，都是由碼盤、檢測裝置和放大整形電路構(gòu)成，但是具體的碼盤結(jié)構(gòu)和輸出信號(hào)含義不同。盤式角度—數(shù)字編碼器是按角度直接進(jìn)行編碼的傳感器。這種傳感器是把碼盤裝在檢測軸上，按結(jié)構(gòu)可把它分為：接觸式、充電式、電磁式等幾種。編碼方式一般采用自然二進(jìn)制、格雷碼或者BCD碼等。碼盤式編碼器碼盤式編碼器碼盤結(jié)構(gòu)如圖所示：碼盤式編碼器是直接輸出數(shù)字的傳感器，在它的圓形碼盤上沿徑向有若干同心碼盤，每條道上有透光和不透光的扇形區(qū)相間組成，相鄰碼道的扇區(qū)數(shù)目是雙倍關(guān)系，碼盤上的碼道數(shù)是它的二進(jìn)制數(shù)碼的位數(shù)，在碼盤的一側(cè)是光源，另一側(cè)對應(yīng)每一碼道有一光敏元件，當(dāng)碼盤處于不同位置時(shí)，各光敏元件根據(jù)受光照與否轉(zhuǎn)換出相應(yīng)的電平信號(hào)，形成二進(jìn)制數(shù)。碼盤式編碼器碼盤式編碼器1.碼盤利用若干透光和不透光的線槽組成一套二進(jìn)制編碼，這些二進(jìn)制碼與編碼器轉(zhuǎn)軸的每一個(gè)不同角度是唯一對應(yīng)的。2.絕對式編碼器的碼盤上有很多圈線槽，被稱為碼道，每一條（圈）碼道內(nèi)部線槽數(shù)量和長度都不同。它們共同組成一套二進(jìn)制編碼，一條（圈）碼道對應(yīng)二進(jìn)制數(shù)的其中一個(gè)位（通常是碼盤最外側(cè)的碼道表示最低位，最內(nèi)側(cè)的碼道表示最高位）。3.碼道的數(shù)量決定了二進(jìn)制編碼的位數(shù)，一個(gè)絕對式編碼器有N條碼道，則它輸出二進(jìn)制數(shù)的總個(gè)數(shù)是2的N次方個(gè)。4.讀取這些二進(jìn)制碼就能知道設(shè)備的絕對位置，所以稱之為絕對式編碼器。碼盤式編碼器工作原理：圖中L.S.B表示低數(shù)碼道，1.S.B表示1數(shù)碼道，2.S.B表示2數(shù)碼，以此類推。黑色部分表示高電平1，使用時(shí)將這部分挖掉，讓光源投射出去，以便通過接收元件轉(zhuǎn)換為電脈沖；白色部分表示低電平0，使用時(shí)這部分遮斷光源，以便接收元件轉(zhuǎn)換為低電平脈沖。在AO直線上，每個(gè)數(shù)碼道設(shè)置一個(gè)光源，如發(fā)光二極管。編碼盤的轉(zhuǎn)軸O可直接利用待測物的轉(zhuǎn)軸。待測的角位移可由各個(gè)碼道上的二進(jìn)制數(shù)表示，如OB直線上的三個(gè)數(shù)碼道所代表的二進(jìn)制數(shù)碼為010.但在直線OA位置上時(shí)，二進(jìn)制數(shù)碼可能產(chǎn)生較大誤差。在低數(shù)碼道L.S.B時(shí)，這種誤差僅為1和0之間的誤差，如在數(shù)碼道2.S.B時(shí)，有可能出現(xiàn)000，111和110等誤差。這種現(xiàn)象稱錯(cuò)碼，碼盤設(shè)計(jì)時(shí)可通過編碼技術(shù)和掃描方法解決。碼盤式編碼器碼盤式編碼器

碼盤式編碼器編碼盤的結(jié)構(gòu)雖然結(jié)構(gòu)較簡單，但對碼盤的制作和電刷（或光電元件）的安裝要求十分嚴(yán)格，否則就會(huì)出鍺。例如：當(dāng)電刷由h（0111）i（1000）過度時(shí)，如電刷位置安裝不準(zhǔn)，可能出現(xiàn)8—15之間的任一十進(jìn)制數(shù)，這種誤差屬于非單值性誤差。清除非單值誤差的方法：方法1：采用雙電刷、工藝電路上都比較復(fù)雜，故很少采用。方法2：采用循環(huán)碼代替二進(jìn)制碼。由于循環(huán)碼的相鄰的兩個(gè)數(shù)碼間只有一位時(shí)變化的，因此即使制作和安裝不準(zhǔn)，產(chǎn)生的誤差最多也只是一位數(shù)。碼盤式編碼器碼盤式編碼器增量型與絕對值型編碼器的主要區(qū)別：①增量型編碼器是在機(jī)械軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，每旋轉(zhuǎn)經(jīng)過一個(gè)固定的角度間隔，交替輸出一組脈沖編碼。②絕對值型編碼器則始終是基于機(jī)械軸當(dāng)前所在的角度，持續(xù)輸出其旋轉(zhuǎn)位置編碼。碼盤式編碼器絕對編碼器應(yīng)用場合：紡織機(jī)械、灌溉機(jī)械、造紙印刷、水利閘門、機(jī)器人及機(jī)械手臂、港口起重機(jī)械、鋼鐵冶金設(shè)備、重型機(jī)械設(shè)備、精密測量設(shè)備、機(jī)床、食品機(jī)械等都有絕對編碼器的應(yīng)用。若沒有特殊要求，在測量物料進(jìn)給距離時(shí)，就沒有必要采用絕對值反饋，為了提升測量精度，可以使用單圈絕對值編碼器。如果要實(shí)現(xiàn)對物體的位置測量，就可以考慮使用多圈絕對值型編碼器，來確保位置和精度達(dá)到使用要求。碼盤式編碼器絕對型旋轉(zhuǎn)光電編碼器，因其每一個(gè)位置絕對唯一、抗干擾、無需掉電記憶，已經(jīng)越來越廣泛地應(yīng)用于各種工業(yè)系統(tǒng)中的角度、長度測量和定位控制。

機(jī)床旋轉(zhuǎn)編碼器屬于編碼器中較為特殊的一種，它通過光電轉(zhuǎn)換，可將輸出軸的角位移、角速度等機(jī)械量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電脈沖以數(shù)字量輸出，用來測量轉(zhuǎn)速并配合PWM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)快速調(diào)速，是工業(yè)中常用的電機(jī)定位設(shè)備，可以精確的測試電機(jī)的角位移和旋轉(zhuǎn)位置。增量式編碼器機(jī)床旋轉(zhuǎn)編碼器我國的編碼器技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀：目前來看的話國內(nèi)對核心技術(shù)的掌控還是和國外有一定的差距。簡單來說，國內(nèi)現(xiàn)如今還不能做出精度較高的絕對值編碼器，最直接的原因就是在碼盤上刻線的技術(shù)還不夠成熟，導(dǎo)致編碼器的分辨率不夠高，達(dá)不到現(xiàn)如今一般廠家的要求。如今德國“工業(yè)4.0”發(fā)布后，國內(nèi)也開始實(shí)施“中國制造2025”計(jì)劃，其主要目的是借鑒國外技術(shù)發(fā)展自我品牌。但國外廠商對技術(shù)的保密以及國產(chǎn)市場現(xiàn)狀的不友好使得創(chuàng)造自主品牌這條路十分難走，然而許多企