外部I/O设备之编码器

1、光电编码器：

现在工业控制方面使用的几乎都是光电编码器，这里主要分析一下光电编码器的原理和种类。

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，有光栅盘和光电检测装置组成。

根据光电编码器的刻度方法及信号输出形式，可分为增量式、绝对式和混合式3种。

2、增量式编码器：

可直接利用光电转换原理输出3组方波脉冲A、B和Z相；A、B两组脉冲相位差为90度，CZ为每转一个脉冲，用于基准点定位。

如单相联接，用于单方向计数，单方向测速。

A、B两相联接，用于正反向计数、判断正反向和测速。

A、B、Z三相联接，用于带参考位修正的位置测量。

特点：增量式编码器结构简单，寿命长，抗干扰能力强，可靠性高，适用于长距离传输，但是无法输出绝对位置信息，需要对脉冲进行计数，输出连接计数器。

3、绝对式编码器：

它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，每条道上有透光和不透光的扇形区间组成，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。

码盘一侧是光源，另一次对应每一码道上有光敏元件；

当码盘处于不同位置时，各光敏元件根据光照与否转换成相应的电平信号，形成二进制数。

特点：不需要计数器，在转轴的任意位置可直接读出一个固定的与位置相对应的数字码。即可以直接读出角度坐标的绝对值，没有累计误差。

电源切除后位置信息不会丢失。但是分辨率是由二进制的位数来决定的，也就是说精度取决于位数。

二进制的编码盘，图中空白部分是透光的，用“0”来表示;涂黑的部分是不透光的，用“1”来表示。通常将组成编码的圈称为码道，每个码道表示二进制数的一位，其中最外侧的是最低位，最里侧的是最高位。如果编码盘有4个码道，则由里向外的码道分别表示为二进制的23、22、21和20，4位二进制可形成16个二进制数，因此就将圆盘划分16个扇区，每个扇区对应一个4位二进制数，如0000、0001、…、1111。

4、混合式绝对值编码器：

混合式绝对值编码器，它输出两组信息：一组信息用于检测磁极位置，带有绝对信息功能；另一组则完全同增量式编码器的输出信息。

5、编码器的分辨率：

执行机构的移动速度最大是8500mm/min，编码器与工件牵引滚轮同轴，滚动直径为15mm，要求控制精度为0.05mm。

则                         分辨率>pi*15/0.05=942

所以选择分辨率为1500的编码器。