光电测速码盘原理

1. 光码盘测速原理是什么

工作原理：由一个中心有轴的光电码盘，其上有环形通、暗的刻线，有光电发射和接收器件读取,获得四组正弦波信号组合成A、B、C、D,每个正弦波相差90度相位差（相对于一个周波为360度），将C、D信号反向，叠加在A、B两相上，可增强稳定信号；另每转输出一个Z相脉冲以代表零位参考位。

由于A、B两相相差90度，可通过比较A相在前还是B相在前，以判别编码器的正转与反转，通过零位脉冲，可获得编码器的零位参考位。

编码器码盘的材料有玻璃、金属、塑料，玻璃码盘是在玻璃上沉积很薄的刻线，其热稳定性好，精度高，金属码盘直接以通和不通刻线，不易碎，但由于金属有一定的厚度，精度就有限制，其热稳定性就要比玻璃的差一个数量级，塑料码盘是经济型的，其成本低，但精度、热稳定性、寿命均要差一些。

分辨率—编码器以每旋转360度提供多少的通或暗刻线称为分辨率，也称解析分度、或直接称多少线，一般在每转分度5~10000线。

2. 光电码盘的工作原理是什么

光电码盘是由光学玻璃制成，在上面刻有许多同心码道，每个码道上都有按一定规内律排列的容透光和不透光部分。

工作时，光投射在码盘上，码盘随运动物体一起旋转，透过亮区的光经过狭缝后由光敏元件接受，光敏元件的排列与码道一一对应，对于亮区和暗区的光敏元件输出的信号，前者为“1”，后者为“0”，当码盘旋转在不同位置时，光敏元件输出信号的组合反映出一定规律的数字量，代表了码盘轴的角位移。

光电码盘角位移测量系统工作部分介绍。
光电码盘按其编码方式分为二进制、十进制和循环码三种方式：
增量式与绝对式编码器：
按照工作原理编码器可分为增量式和绝对式两类。增量式编码器是将位移转换成周期性的电信号，再把这个电信号转变成计数脉冲，用脉冲的个数表示位移的大小。绝对式编码器的每一个位置对应一个确定的数字码，因此它的示值只与测量的起始和终止位置有关，而与测量的中间过程无关

3. 简述旋转编码器的测速原理

旋转编码器的测速原理：
由一个中心有轴的光电码盘，其上有环形通、暗的刻线，有光电发射和接收器件读取,获得四组正弦波信号组合成A、B、C、D,每个正弦波相差90度相位差（相对于一个周波为360度），将C、D信号反向，叠加在A、B两相上，可增强稳定信号；另每转输出一个Z相脉冲以代表零位参考位。
由于A、B两相相差90度，可通过比较A相在前还是B相在前，以判别编码器的正转与反转，通过零位脉冲，可获得编码器的零位参考位。
编码器码盘的材料有玻璃、金属、塑料，玻璃码盘是在玻璃上沉积很薄的刻线，其热稳定性好，精度高，金属码盘直接以通和不通刻线，不易碎，但由于金属有一定的厚度，精度就有限制，其热稳定性就要比玻璃的差一个数量级，塑料码盘是经济型的，其成本低，但精度、热稳定性、寿命均要差一些。
分辨率—编码器以每旋转360度提供多少的通或暗刻线称为分辨率，也称解析分度、或直接称多少线，一般在每转分度5~10000线。

4. 码盘工作原理

码盘是指测量角位移的数字编码器。编码器将信号或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备。把角位移或直线位移转换成电信号，前者称为码盘，后者称为码尺。

按照读出方式编码器可以分为接触式和非接触式两种；按照工作原理编码器可分为增量式和绝对式两类。增量式编码器是将位移转换成周期性的电信号，再把这个电信号转变成计数脉冲，用脉冲的个数表示位移的大小。绝对式编码器的每一个位置对应一个确定的数字码，因此它的示值只与测量的起始和终止位置有关，而与测量的中间过程无关。 什么是编码？例如，装电话要给个电话号码，寄信要有邮政编码等，这些都是编码。一般地讲，用数字或某种文字和符号来表示某一对象或信号的过程，称为编码。 十进制编码或某种文字和符号的编码难于用电路来实现。

接触编码器的缺点是码盘与电刷之间存在接触摩擦，使用寿命短。电刷与码道的不正确接触还会产生模糊输出，可能给出错误的结果，造成误差。采用循环码（格雷码）可克服这一缺点，因为在任何瞬间只有一个比特的改变。格雷码（见字符编码）是变权码，它与十进制数的关系为
式中D为十进制数，n为具有“1”输出的最高位的位数，m为其次一位具有“1”输出的位数，q、s、…依次类推。采用格雷码时，还需要按上式设计出相应的转换电路。

光学编码器另一种绝对式编码器是光学编码器，是依照光学和光电原理制成的器件。它由光源、码盘、光学系统及电路4部分组成。

5. 光电编码器工作原理及图例

光电编码器，是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或版数字量的传感器，是目前权应用最多的传感器。一般的光电编码器主要由光栅盘和光电检测装置组成。在伺服系统中，由于光电码盘与电动机同轴，电动机旋转时，光栅盘与电动机同速旋转．经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号，其原理如图所示。通过计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机的转速。此外，为判断旋转方向，码盘还可提供相位相差90°的2个通道的光码输出，根据双通道光码的状态变化确定电机的转向。根据检测原理，编码器可分为光学式、磁式、感应式和电容式。根据其刻度方法及信号输出形式，可分为增量式、绝对式以及混合式3种。

6. 请问光电编码器的工作原理

光电编码器，是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。这是目前应用最多的传感器， 光电编码器是由光栅盘和光电检测装置组成。光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个长方形孔。由于光电码盘与电动机同轴，电动机旋转时，光栅盘与电动机同速旋转，经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号，其原理示意图如图1所示；通过计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机的转速。此外，为判定旋转方向，码盘还可提供相位相差90o的两路脉冲信号。
根据检测原理，编码器可分为光学式、磁式、感应式和电容式。根据其刻度方法及信号输出形式，可分为增量式、尽对式以及混合式三种。
1、增量式编码器
增量式编码器是直接利用光电转换原理输出三组方波脉冲A、B和Z相；A、B两组脉冲相位差90o，从而可方便地判定出旋转方向，而Z相为每转一个脉冲，用于基准点定位。它的优点是原理构造简单，机械均匀寿命可在几万小时以上，抗干扰能力强，可靠性高，适合于长间隔传输。其缺点是无法输出轴转动的尽对位置信息。
2、尽对式编码器
尽对编码器是直接输出数字量的传感器，在它的圆形码盘上沿径向有若干同心码道，每条道上由透光和不透光的扇形区相间组成，相邻码道的扇区数目是双倍关系，码盘上的码道数就是它的二进制数码的位数，在码盘的一侧是光源，另一侧对应每一码道有一光敏元件；当码盘处于不同位置时，各光敏元件根据受光照与否转换出相应的电平信号，形成二进制数。这种编码器的特点是不要计数器，在转轴的任意位置都可 读出一个固定的与位置相对应的数字码。显然，码道越多，分辨率就越高，对于一个具有 N位二进制分辨率的编码器，其码盘必须有N条码道。目前国内已有16位的尽对编码器产品。
3、混合式尽对值编码器
混合式尽对值编码器，它输出两组信息：一组信息用于检测磁极位置，带有尽对信息功能；另一组则完全同增量式编码器的输出信息。
光电编码器是一种角度（角速度）检测装置，它将输进给轴的角度量，利用光电转换原理 转换成相应的电脉冲或数字量，具有体积小，精度高，工作可靠,接口数字化等优点。它广泛应用于数控机床、回转台、伺服传动、机器人、雷达、军事目标测定等需要检测角度的装置和设备中。

7. 光电码盘是如何测量电机转速的有何特点

转速测量的方法分为两大类：直接法和间接法。直接法即直接观测机械或电机的机械运动，测量特定时间内机械运转规律从而测出机械运动的转速。间接法是因为机械或电机机械运动而产生变化的其他物理量与转速之间的关系来间接确定转速。因机械或电机的机械运动而产生的变化并与转速有关的物理量有很多，所以间接测量转速的方法也有很多。

一、光电码盘转速测量法
光电码盘测速法是在电机转子端轴上固定一个光电码盘，光电码盘上设置有一个或多个能透光的光栅，每个光栅背后都有一个光敏元件对应。随着电机转动，光电码盘也随着转动，当固定光源照射在光电码盘上时，透过光栅的光被光敏元件接收并产生脉冲电信号。假如光电码盘的编码数为1，在时间t内测量得到的脉冲数为N，则转速n=60N/(t*1)。码盘上的编码数量越多，测量精度也随着越高。

光电码盘测速法示意图

二、霍尔元件转速测量法
顾名思义，此方法是利用霍尔开关元件测转速的。跟光电码盘测速一样，霍尔元件测速法也是在电机转轴上安装一个圆盘，圆盘上若干对小磁钢，小磁钢越多，分辨率越高，霍尔开关则固定在小磁钢附近，当电机转动时，圆盘上的小磁钢会一次经过霍尔开关，每一个小磁钢经过，霍尔开关便会输出一个脉冲，计算单位的脉冲数就可以确定旋转体的转速了。

霍尔元件测速法示意图

三、离心式转速测量法
离心式转速表是利用物体旋转时产生的离心力来测量转速的。

我们都知道离心力与转速的换算公式：g=r×11.18×10-6×n2

其中g为离心力、r为轨迹曲率半径、n为转速(r/min)。

当离心式转速表的转轴随被测物体转动时，离心器上的重物在惯性离心力作用下离开轴心，并通过传动系统带动指针回转。当指针上的弹簧反作用力矩和惯性离心力矩相平衡时，指针停止在偏转后所指示的刻度值处，即为被测转速值。这就是离心式转速表的原理。测转速时，转速表的端头要插入电机转轴的中心孔内，转速表的轴要与电机的轴保持同心，否则易响准确读数。

四、测速发电机转速测量法
测速发电机即为输出电动势与转速成比例的微特电机。利用直流发电机的电枢电动势E与发电机的转速成正比的这一关系测量转速。测转速时，测速发电机连接到被测电机的轴端，将被测电机的机械转速变换为电压信号输出，

8. 简述红外测速或光电测速的原理

首先你要知道用激光测距离的原理(绝 对不是测量收到反射波的时间！) 激光测距是用利用反射波的像位改变Δφ和波长λ来确定激光愿到反射面的距离。(具体的计算方法要学习波的性质，光的性质，反射π/2的像位变化)，知道了测距原理以后，测速度就简单得多了，只需要在t1时刻测距离，在t2时刻再测一次距离，v=Δs/(t2-t1)

9. 测速传感器的光电式测速传感器的原理

透光式测速传感器由带孔或缺口的回盘、光源和光电管组成。圆盘随被测轴旋转时，光线只能通过因孔或缺口照射到光电管上。光电管被照射时，其反向电阻很低，于是输山一个电脉冲信号。光源被圆盘遮住时，光电管反向电阻很大，输出端就没有信号输出。这样，根据圆盘上的孔数或缺口数，即可测出被测轴的转速。圆盘孔或缺口数通常取为仍，因此被测轴每转一周时，光电变换器便可输出60个脉冲信号。若取电子计数器的时基信号为1s，则可直接读出被测轴转速。
反射式测速传感器的原理与透光式一样，是通过光电管将感受的光变化转换为电信号变化，但它是通过光的反射来得到脉冲信号的，通常是将反光材料粘贴于被测轴的测量部位上构成反射面。常用的反射材料为专用测速反射纸带(胶带)，也可用铝箔等反光材料代替，有时还可以在被测部位涂以白漆作为反射面。投光器与反射面需适当配置，通常两者之间距离为5-15M。当被测轴旋转时，光电元件接受脉动光照，并输出相应的电信号送人电子计数器，从而测量出被测轴的转速。
光电式测速传感器输出信号的波形比较规整，接近标准方波，几乎无干扰信号产生。但透光式由于震动会使光源寿命降低，因而在具有较强震动的条件下不宜采用。反射式的与被测轴无任何机械联系，使用方便。

10. 简述速度传感器（光电式）的工作原理，说明在现场怎样判断其好坏

通常由两部分组成：发光元件和感应体。一个固定，一个可动。
通过发光体和感应体的版不断耦合来达到实现计数目权的。耦合越多，计数越多，速度就越快。

1、如果现场有多台类似的设备，通过替换的方法就一目了然。
2、现场拔掉速度传感器的电源，两部分做相对运动
3、通过仪器来检查。
4.。。。
仅供参考