什么是增量的光电编码器 _增量式光电编码器主要由什么组成

什么是增量的光电编码器增量式光电编码器的特点是每产生一个输出脉冲信号就对应于一个增量位移，但是不能
通过输出脉冲区别出在哪个位置上的增量。它能够产生与位移增量等值的脉冲信号，其作用
是提供一种对连续位移量离散化或增量化以及位移变化（速度）的传感方法，它是相对于某
个基准点的相对位置增量，不能够直接检测出轴的绝对位置信息。一般来说，增量式光电编
码器输出A、B两相互差 ° 90 电度角的脉冲信号（即所谓的两组正交输出信号），从而可方
便地判断出旋转方向。同时还有用作参考零位的Z相标志（指示）脉冲信号，码盘每旋转
一周，只发出一个标志信号。标志脉冲通常用来指示机械位置或对积累量清零。
增量式光电编码器主要由光源、码盘、检测光栅、光电检测器件和转换电路组成，如图
1-1所示。码盘上刻有节距相等的辐射状透光缝隙，相邻两个透光缝隙之间代表一个增量周
期；检测光栅上刻有A、B两组与码盘相对应的透光缝隙，用以通过或阻挡光源和光电检测
器件之间的光线。它们的节距和码盘上的节距相等，并且两组透光缝隙错开1/4节距，使得
光电检测器件输出的信号在相位上相差 ° 90 电度角。当码盘随着被测转轴转动时，检测光栅
不动，光线透过码盘和检测光栅上的透过缝隙照射到光电检测器件上，光电检测器件就输出
两组相位相差 ° 90 电度角的近似于正弦波的电信号，电信号经过转换电路的信号处理，可以
得到被测轴的转角或速度信息。增量式光电编码器输出信号波形如图1-2所示。
增量式光电编码器的优点是：原理构造简单、易于实现；机械平均寿命长，可达到几万
小时以上；分辨率高；抗干扰能力较强，信号传输距离较长，可靠性较高。其缺点是它无法
直接读出转动轴的绝对位置信息。
图1-1增量式光电编码器的组成
图1-2增量式光电编码器的输出信号波形
1.2.2基本技术规格
在增量式光电编码器的使用过程中，对于其技术规格通常会提出不同的要求，其中最关
键的就是它的分辨率、精度、输出信号的稳定性、响应频率、信号输出形式。
（1）分辨率
光电编码器的分辨率是以编码器轴转动一周所产生的输出信号基本周期数来表示的，即
脉冲数/转（PPR）。码盘上的透光缝隙的数目就等于编码器的分辨率，码盘上刻的缝隙越多，
编码器的分辨率就越高。在工业电气传动中，根据不同的应用对象，可选择分辨率通常在
500~6000PPR的增量式光电编码器，最高可以达到几万PPR 。交流伺服电机控制系统中通
常选用分辨率为2500PPR的编码器。此外对光电转换信号进行逻辑处理，可以得到2倍频
或4倍频的脉冲信号，从而进一步提高分辨率。
（2）精度
增量式光电编码器的精度与分辨率完全无关，这是两个不同的概念。精度是一种度量在
所选定的分辨率范围内，确定任一脉冲相对另一脉冲位置的能力。精度通常用角度、角分或
角秒来表示。编码器的精度与码盘透光缝隙的加工质量、码盘的机械旋转情况的制造精度因
素有关，也与安装技术有关。
（3）输出信号的稳定性
编码器输出信号的稳定性是指在实际运行条件下，保持规定精度的能力。影响编码器输
出信号稳定性的主要因素是温度对电子器件造成的漂移、外界加于编码器的变形力以及光源
特性的变化。由于受到温度和电源变化的影响，编码器的电子电路不能保持规定的输出特性，
在设计和使用中都要给予充分考虑。
（4）响应频率
编码器输出的响应频率取决于光电检测器件、电子处理线路的响应速度。当编码器高速
旋转时，如果其分辨率很高，那么编码器输出的信号频率将会很高。如果光电检测器件和电
子线路元器件的工作速度与之不能相适应，就有可能使输出波形严重畸变，甚至产生丢失脉
冲的现象。这样输出信号就不能准确反映轴的位置信息。所以，每一种编码器在其分辨率一
定的情况下，它的最高转速也是一定的，即它的响应频率是受限制的。编码器的最大响应频
率、分辨率和最高转速之间的关系如公式（1-1）所示。
60
N R
f
max
max
×
= (1-1)
其中，max
f 为最大响应频率、 max R 为最高转速、N为分辨率。
（5）信号输出形式
在大多数情况下，直接从编码器的光电检测器件获取的信号电平较低，波形也不规则，
还不能适应于控制、信号处理和远距离传输的要求。所以，在编码器内还必须将此信号放大、