光電測速碼盤原理

1. 光碼盤測速原理是什麼

工作原理：由一個中心有軸的光電碼盤，其上有環形通、暗的刻線，有光電發射和接收器件讀取,獲得四組正弦波信號組合成A、B、C、D,每個正弦波相差90度相位差（相對於一個周波為360度），將C、D信號反向，疊加在A、B兩相上，可增強穩定信號；另每轉輸出一個Z相脈沖以代表零位參考位。

由於A、B兩相相差90度，可通過比較A相在前還是B相在前，以判別編碼器的正轉與反轉，通過零位脈沖，可獲得編碼器的零位參考位。

編碼器碼盤的材料有玻璃、金屬、塑料，玻璃碼盤是在玻璃上沉積很薄的刻線，其熱穩定性好，精度高，金屬碼盤直接以通和不通刻線，不易碎，但由於金屬有一定的厚度，精度就有限制，其熱穩定性就要比玻璃的差一個數量級，塑料碼盤是經濟型的，其成本低，但精度、熱穩定性、壽命均要差一些。

解析度—編碼器以每旋轉360度提供多少的通或暗刻線稱為解析度，也稱解析分度、或直接稱多少線，一般在每轉分度5~10000線。

2. 光電碼盤的工作原理是什麼

光電碼盤是由光學玻璃製成，在上面刻有許多同心碼道，每個碼道上都有按一定規內律排列的容透光和不透光部分。

工作時，光投射在碼盤上，碼盤隨運動物體一起旋轉，透過亮區的光經過狹縫後由光敏元件接受，光敏元件的排列與碼道一一對應，對於亮區和暗區的光敏元件輸出的信號，前者為「1」，後者為「0」，當碼盤旋轉在不同位置時，光敏元件輸出信號的組合反映出一定規律的數字量，代表了碼盤軸的角位移。

光電碼盤角位移測量系統工作部分介紹。
光電碼盤按其編碼方式分為二進制、十進制和循環碼三種方式：
增量式與絕對式編碼器：
按照工作原理編碼器可分為增量式和絕對式兩類。增量式編碼器是將位移轉換成周期性的電信號，再把這個電信號轉變成計數脈沖，用脈沖的個數表示位移的大小。絕對式編碼器的每一個位置對應一個確定的數字碼，因此它的示值只與測量的起始和終止位置有關，而與測量的中間過程無關

3. 簡述旋轉編碼器的測速原理

旋轉編碼器的測速原理：
由一個中心有軸的光電碼盤，其上有環形通、暗的刻線，有光電發射和接收器件讀取,獲得四組正弦波信號組合成A、B、C、D,每個正弦波相差90度相位差（相對於一個周波為360度），將C、D信號反向，疊加在A、B兩相上，可增強穩定信號；另每轉輸出一個Z相脈沖以代表零位參考位。
由於A、B兩相相差90度，可通過比較A相在前還是B相在前，以判別編碼器的正轉與反轉，通過零位脈沖，可獲得編碼器的零位參考位。
編碼器碼盤的材料有玻璃、金屬、塑料，玻璃碼盤是在玻璃上沉積很薄的刻線，其熱穩定性好，精度高，金屬碼盤直接以通和不通刻線，不易碎，但由於金屬有一定的厚度，精度就有限制，其熱穩定性就要比玻璃的差一個數量級，塑料碼盤是經濟型的，其成本低，但精度、熱穩定性、壽命均要差一些。
解析度—編碼器以每旋轉360度提供多少的通或暗刻線稱為解析度，也稱解析分度、或直接稱多少線，一般在每轉分度5~10000線。

4. 碼盤工作原理

碼盤是指測量角位移的數字編碼器。編碼器將信號或數據進行編制、轉換為可用以通訊、傳輸和存儲的信號形式的設備。把角位移或直線位移轉換成電信號，前者稱為碼盤，後者稱為碼尺。

按照讀出方式編碼器可以分為接觸式和非接觸式兩種；按照工作原理編碼器可分為增量式和絕對式兩類。增量式編碼器是將位移轉換成周期性的電信號，再把這個電信號轉變成計數脈沖，用脈沖的個數表示位移的大小。絕對式編碼器的每一個位置對應一個確定的數字碼，因此它的示值只與測量的起始和終止位置有關，而與測量的中間過程無關。 什麼是編碼？例如，裝電話要給個電話號碼，寄信要有郵政編碼等，這些都是編碼。一般地講，用數字或某種文字和符號來表示某一對象或信號的過程，稱為編碼。 十進制編碼或某種文字和符號的編碼難於用電路來實現。

接觸編碼器的缺點是碼盤與電刷之間存在接觸摩擦，使用壽命短。電刷與碼道的不正確接觸還會產生模糊輸出，可能給出錯誤的結果，造成誤差。採用循環碼（格雷碼）可克服這一缺點，因為在任何瞬間只有一個比特的改變。格雷碼（見字元編碼）是變權碼，它與十進制數的關系為
式中D為十進制數，n為具有「1」輸出的最高位的位數，m為其次一位具有「1」輸出的位數，q、s、…依次類推。採用格雷碼時，還需要按上式設計出相應的轉換電路。

光學編碼器另一種絕對式編碼器是光學編碼器，是依照光學和光電原理製成的器件。它由光源、碼盤、光學系統及電路4部分組成。

5. 光電編碼器工作原理及圖例

光電編碼器，是一種通過光電轉換將輸出軸上的機械幾何位移量轉換成脈沖或版數字量的感測器，是目前權應用最多的感測器。一般的光電編碼器主要由光柵盤和光電檢測裝置組成。在伺服系統中，由於光電碼盤與電動機同軸，電動機旋轉時，光柵盤與電動機同速旋轉．經發光二極體等電子元件組成的檢測裝置檢測輸出若干脈沖信號，其原理如圖所示。通過計算每秒光電編碼器輸出脈沖的個數就能反映當前電動機的轉速。此外，為判斷旋轉方向，碼盤還可提供相位相差90°的2個通道的光碼輸出，根據雙通道光碼的狀態變化確定電機的轉向。根據檢測原理，編碼器可分為光學式、磁式、感應式和電容式。根據其刻度方法及信號輸出形式，可分為增量式、絕對式以及混合式3種。

6. 請問光電編碼器的工作原理

光電編碼器，是一種通過光電轉換將輸出軸上的機械幾何位移量轉換成脈沖或數字量的感測器。這是目前應用最多的感測器， 光電編碼器是由光柵盤和光電檢測裝置組成。光柵盤是在一定直徑的圓板上等分地開通若干個長方形孔。由於光電碼盤與電動機同軸，電動機旋轉時，光柵盤與電動機同速旋轉，經發光二極體等電子元件組成的檢測裝置檢測輸出若干脈沖信號，其原理示意圖如圖1所示；通過計算每秒光電編碼器輸出脈沖的個數就能反映當前電動機的轉速。此外，為判定旋轉方向，碼盤還可提供相位相差90o的兩路脈沖信號。
根據檢測原理，編碼器可分為光學式、磁式、感應式和電容式。根據其刻度方法及信號輸出形式，可分為增量式、盡對式以及混合式三種。
1、增量式編碼器
增量式編碼器是直接利用光電轉換原理輸出三組方波脈沖A、B和Z相；A、B兩組脈沖相位差90o，從而可方便地判定出旋轉方向，而Z相為每轉一個脈沖，用於基準點定位。它的優點是原理構造簡單，機械均勻壽命可在幾萬小時以上，抗干擾能力強，可靠性高，適合於長間隔傳輸。其缺點是無法輸出軸轉動的盡對位置信息。
2、盡對式編碼器
盡對編碼器是直接輸出數字量的感測器，在它的圓形碼盤上沿徑向有若干同心碼道，每條道上由透光和不透光的扇形區相間組成，相鄰碼道的扇區數目是雙倍關系，碼盤上的碼道數就是它的二進制數碼的位數，在碼盤的一側是光源，另一側對應每一碼道有一光敏元件；當碼盤處於不同位置時，各光敏元件根據受光照與否轉換出相應的電平信號，形成二進制數。這種編碼器的特點是不要計數器，在轉軸的任意位置都可 讀出一個固定的與位置相對應的數字碼。顯然，碼道越多，解析度就越高，對於一個具有 N位二進制解析度的編碼器，其碼盤必須有N條碼道。目前國內已有16位的盡對編碼器產品。
3、混合式盡對值編碼器
混合式盡對值編碼器，它輸出兩組信息：一組信息用於檢測磁極位置，帶有盡對信息功能；另一組則完全同增量式編碼器的輸出信息。
光電編碼器是一種角度（角速度）檢測裝置，它將輸進給軸的角度量，利用光電轉換原理 轉換成相應的電脈沖或數字量，具有體積小，精度高，工作可靠,介面數字化等優點。它廣泛應用於數控機床、回轉台、伺服傳動、機器人、雷達、軍事目標測定等需要檢測角度的裝置和設備中。

7. 光電碼盤是如何測量電機轉速的有何特點

轉速測量的方法分為兩大類：直接法和間接法。直接法即直接觀測機械或電機的機械運動，測量特定時間內機械運轉規律從而測出機械運動的轉速。間接法是因為機械或電機機械運動而產生變化的其他物理量與轉速之間的關系來間接確定轉速。因機械或電機的機械運動而產生的變化並與轉速有關的物理量有很多，所以間接測量轉速的方法也有很多。

一、光電碼盤轉速測量法
光電碼盤測速法是在電機轉子端軸上固定一個光電碼盤，光電碼盤上設置有一個或多個能透光的光柵，每個光柵背後都有一個光敏元件對應。隨著電機轉動，光電碼盤也隨著轉動，當固定光源照射在光電碼盤上時，透過光柵的光被光敏元件接收並產生脈沖電信號。假如光電碼盤的編碼數為1，在時間t內測量得到的脈沖數為N，則轉速n=60N/(t*1)。碼盤上的編碼數量越多，測量精度也隨著越高。

光電碼盤測速法示意圖

二、霍爾元件轉速測量法
顧名思義，此方法是利用霍爾開關元件測轉速的。跟光電碼盤測速一樣，霍爾元件測速法也是在電機轉軸上安裝一個圓盤，圓盤上若干對小磁鋼，小磁鋼越多，解析度越高，霍爾開關則固定在小磁鋼附近，當電機轉動時，圓盤上的小磁鋼會一次經過霍爾開關，每一個小磁鋼經過，霍爾開關便會輸出一個脈沖，計算單位的脈沖數就可以確定旋轉體的轉速了。

霍爾元件測速法示意圖

三、離心式轉速測量法
離心式轉速表是利用物體旋轉時產生的離心力來測量轉速的。

我們都知道離心力與轉速的換算公式：g=r×11.18×10-6×n2

其中g為離心力、r為軌跡曲率半徑、n為轉速(r/min)。

當離心式轉速表的轉軸隨被測物體轉動時，離心器上的重物在慣性離心力作用下離開軸心，並通過傳動系統帶動指針回轉。當指針上的彈簧反作用力矩和慣性離心力矩相平衡時，指針停止在偏轉後所指示的刻度值處，即為被測轉速值。這就是離心式轉速表的原理。測轉速時，轉速表的端頭要插入電機轉軸的中心孔內，轉速表的軸要與電機的軸保持同心，否則易響准確讀數。

四、測速發電機轉速測量法
測速發電機即為輸出電動勢與轉速成比例的微特電機。利用直流發電機的電樞電動勢E與發電機的轉速成正比的這一關系測量轉速。測轉速時，測速發電機連接到被測電機的軸端，將被測電機的機械轉速變換為電壓信號輸出，

8. 簡述紅外測速或光電測速的原理

首先你要知道用激光測距離的原理(絕 對不是測量收到反射波的時間！) 激光測距是用利用反射波的像位改變Δφ和波長λ來確定激光願到反射面的距離。(具體的計算方法要學習波的性質，光的性質，反射π/2的像位變化)，知道了測距原理以後，測速度就簡單得多了，只需要在t1時刻測距離，在t2時刻再測一次距離，v=Δs/(t2-t1)

9. 測速感測器的光電式測速感測器的原理

透光式測速感測器由帶孔或缺口的回盤、光源和光電管組成。圓盤隨被測軸旋轉時，光線只能通過因孔或缺口照射到光電管上。光電管被照射時，其反向電阻很低，於是輸山一個電脈沖信號。光源被圓盤遮住時，光電管反向電阻很大，輸出端就沒有信號輸出。這樣，根據圓盤上的孔數或缺口數，即可測出被測軸的轉速。圓盤孔或缺口數通常取為仍，因此被測軸每轉一周時，光電變換器便可輸出60個脈沖信號。若取電子計數器的時基信號為1s，則可直接讀出被測軸轉速。
反射式測速感測器的原理與透光式一樣，是通過光電管將感受的光變化轉換為電信號變化，但它是通過光的反射來得到脈沖信號的，通常是將反光材料粘貼於被測軸的測量部位上構成反射面。常用的反射材料為專用測速反射紙帶(膠帶)，也可用鋁箔等反光材料代替，有時還可以在被測部位塗以白漆作為反射面。投光器與反射面需適當配置，通常兩者之間距離為5-15M。當被測軸旋轉時，光電元件接受脈動光照，並輸出相應的電信號送人電子計數器，從而測量出被測軸的轉速。
光電式測速感測器輸出信號的波形比較規整，接近標准方波，幾乎無干擾信號產生。但透光式由於震動會使光源壽命降低，因而在具有較強震動的條件下不宜採用。反射式的與被測軸無任何機械聯系，使用方便。

10. 簡述速度感測器（光電式）的工作原理，說明在現場怎樣判斷其好壞

通常由兩部分組成：發光元件和感應體。一個固定，一個可動。
通過發光體和感應體的版不斷耦合來達到實現計數目權的。耦合越多，計數越多，速度就越快。

1、如果現場有多台類似的設備，通過替換的方法就一目瞭然。
2、現場拔掉速度感測器的電源，兩部分做相對運動
3、通過儀器來檢查。
4.。。。
僅供參考