角度數字編碼器碼盤的材料根據與之配套的敏感元件不同而不同。碼盤的內孔由安裝于被測軸的軸徑所決定，碼盤的外徑由碼盤上的碼道數決定，而碼道的數目由分辨率決定。如若碼道數目為n，則分辨率為1/2n。碼道的寬度由敏感元件的幾何參數和物理特性決定。角度數字編碼器有兩種基本類型：絕對式編碼器和增量式編碼器。

　　和絕對式編碼器相對應的是增量式編碼器。增量式編碼器能以數字形式確定軸相對于某個基準點的瞬時角位置，也可以用于測量角速度。

　　增量式編碼器

　　1）增量式編碼器的組成

　　增量式編碼器由碼盤、敏感元件和計數電路組成，現分述如下：

　　（1）碼盤

　　為絕對式編碼器系統研究的大部分技術也適用于增量式編碼器，只是碼盤的構成不同。增量式編碼器向碼盤設立了內軌道和外軌道，外軌道有兩個軌道：第一個外軌道是增量計數軌道，它根據分辨率的大小設置扇形區，即只有一位軌道；第二個外軌道是方向軌道，它和計數軌道有相同數目的扇形區，只是移動了半個扇形區。如果一個周期是兩個扇形區（導電-不導電），那么這兩個軌道的輸出相差90°（電角度），或超前，或滯后，用于識別是順時針旋轉，還是逆時針旋轉，從而決定計數器作減法計數，還是作加法計數。內軌道稱基準軌道，它只有一個單獨標志的扇形區，用于提供基準點，其輸出脈沖將用來使計數器歸編碼器的能指示絕對位置的二進制碼或循環碼，它的每一個位的“1”輸出，只是角位移的增量。下圖示出了增量編碼器的軌道和輸出的關系。

　　增量編碼器的軌道和輸出的關系圖

　　（2） 敏感元件

　　增量式編碼器的敏感元件可以采用絕對編碼器中的任一種。可以是接觸式的（電刷），也可以是非接觸式的（光電系統或磁電系統）。因此，它們要和碼盤相適應。

　　（3）計數器

　　增量式編碼器由于計算的是角位移的增量，所以為了計算相對于某個基準位置角位移的實際大小和方向，必須設置一個計數器。送到計數器的計數脈沖，由施密特觸發電路輸出。

　　2）增量式編碼器的工作原理

　　下圖是增量式編碼器的電路原理圖和施密特觸發器的真值表。

　　增量式編碼器的電路原理圖和施密特觸發器的真值表

　　從以上兩圖可以看出，考慮加法計數時，其敏感元件運動方向從左向右。計數軌道的輸出從邏輯“0”變到邏輯“1”的這一跳變加到雙穩態觸發器的J輸入端，并且只有當方向軌道的K輸入端為邏輯“0”時，這個跳變才能將觸發器的輸出端Q觸發到邏輯“1”。這種情況僅出現在“加法”計數方向上。觸發器必須用“方向”輸出端從邏輯“0”到邏輯“1”的跳變來進行歸零。于是，只有當“計數”和方向脈沖交替地反饋給觸發器時，加到計數器的“加法”計數脈沖才啟動。這個過程可以通過研究真值表中標號（4種狀態）為1，2，3和4的各情況而得到驗證。根據雙穩觸發器改變狀態的瞬間，方向脈沖是負值這個事實，可用來將“加法計數”信號（邏輯“1”）通過一個倒相器送到計數器本身。在“減法計數”的情況下，“計數”脈沖從邏輯“0”變到邏輯“1”也產生一個單次輸出脈沖，但它只是當方向“脈沖”為邏輯“1”時才發生。在這一瞬間，計數器接到一個“減法”指令。用真值表校驗位置A，B，C和D即可驗證這一邏輯是正確的。

　　在應用增量編碼器來測量速度時，要注意最大測速范圍受觸發器產生的單次脈沖寬度的限制。此脈沖寬度應小于一個位所占時間的一半。單次脈沖的典型寬度為4?6μs，其上升時間和恢復時間為200ns。對于一個每轉有5000個脈沖的編碼器，最大測速為2000r/min;對于一個每轉有1200個脈沖的編碼器，最大測速約為5000r/min。這就是說，單用一個碼盤，測速范圍和分辨率要綜合考慮。

　　注：文章屬于轉載類文章，不代表網站觀點，如有侵權請聯系刪除，謝謝。