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1、编码器原理(1)光电编码器光电编码器是一种二进制光电位置指示器，其基本原理是由不同等分的明暗相间的条纹，通过光电元件取得角度位置的二进制数字信号，最后进行解码取得角度位置的绝对值或相对值。绝对编码器的码形总是唯一的，这种码形给出了长度或角度的位置。光电编码器由光源，码盘和光电接收器所组成。码盘是编码器中的最重要的器件。图3.17是一个八位编码器的码盘和编码器的工作原理图。这里的码盘是一种自然码盘。绝对编码器的码形有多种形式。一种叫做格瑞码的码盘特别适用于光学编码器（见图3.18(a)）
2、。这种码盘每进一格仅改变一个数码，不易产生错码现象。图3.18(a)格瑞码的码盘和(b)增量编码器的码盘图3.19增量编码器码盘脉冲信息细分的工作原理，图中z表示零位光电编码器的另一类是增量编码器。增量编码器的码盘如图3.18(b)所示。它的码盘是由明暗相间的条纹所构成。一般来讲同样分辨精度的增量编码器要比绝对编码器便宜得多。增量编码器还有一些提高分辨精度的方法。通常增量
3、光栅码盘有四个刻道，其中两个是明暗相间的条纹码，另外两个是电源亮度指示码。这两个条纹码之间相互错开，这样这种码盘的编码器就不但可以给出码盘运动的角度和大小，而且可以给出码盘运动的方向。同时当光栅码盘的方波脉冲信息输入到顺时针和逆时针的增减计数器中时，这种两个条纹码的方波信息就可以分解为一倍、两倍或四倍的精细信号以提高编码器的分辨本领。如果光栅码盘的质量好，这种精细的四倍的信号可以精确到每一个信号脉冲的二分之一。为了获得更为精细的
4、分辨本领一种用光栅读头的方法可以达到这个目的。（见图3.20）这时在旋转光栅的后面加上了一个小的子光栅。当相干光照射在光栅盘上时，在子光栅面上的光强为(leki,1999)： (3.58)图3.20增量编码器中子光栅码盘细分的工作原理图(leki,1999)式中是光栅的投射率。如果第一个光栅的周期是，第二个光栅的周
5、期也是。用作为在焦面上的空间频率，则在焦面上的光能量为： (3.59)如果用傅里叶级数来表示，有： (3.60)式中是傅里叶系数，它的表达式为：是小光栅的长度，，则双光栅引起的光强为： (3.62)式中是光栅之间在方向的相对位移。
7、-[endif]--> (3.63)图3.21增量编码器中子光栅码盘细分的光强信号和位移的关系，A.U表示任意单位(leki,1999)ReprintedwithpermissionfromTaylor&Francis,Inc.。当时这一信号的光能量可以表示为一个级数形式。如果只取前面的两项的话，则焦点的光能是
