《传感器与检测技术》课程教学课件（PPT讲稿）第13章 数字式传感器 13.1 光电码盘

第13章数字式传感器 ●

第 13 章 数字式传感器

数字式传感器实物图 月科技发展集 精密位移传感器 月科技发展集团 日月 科 w.B.com 编码器(encoder) 智能无线数字化角位移传感器 非接触角位移传感器角度传感器 美国角位移传感器 德国角位移传感器 角位移传感器

数字式传感器实物图 编码器（encoder） 角度传感器 美国角位移传感器 德国角位移传感器 精密位移传感器 角位移传感器 智能无线数字化角位移传感器 非接触角位移传感器

13.1光电码盘 。数字式传感器：把输入量转换成数字量输出 。优点：测量精度和分辨率高，抗干扰能力强，能避免 在读标尺和曲线图时产生的人为误差，便于用 计算机处理。 ●最简单的数字式传感器是编码器(ADE),其响应的编码器有： 角度数字编码器（码盘） 或直线位移编码器（码尺） ·编码器按原理分类：电触式、电容式、感应式和光电式等

13.1 光电码盘 ⚫ 数字式传感器: 把输入量转换成数字量输出 ⚫ 优点：测量精度和分辨率高，抗干扰能力强，能避免 在读标尺和曲线图时产生的人为误差，便于用 计算机处理。 ⚫ 最简单的数字式传感器是编码器(ADE) ，其响应的编码器有： 角度数字编码器（码盘） 或直线位移编码器（码尺） ⚫ 编码器按原理分类：电触式、电容式、感应式和光电式等

13.1.1光电码盘 ·1工作原理 ●2码盘和码制 ·3二进制码与循环码的转换 ●4应用

13.1.1 光电码盘 ⚫ 1 工作原理 ⚫ 2 码盘和码制 ⚫ 3 二进制码与循环码的转换 ⚫ 4 应用

1.工作原理 ● 用光电方法把被测角位移转换成以数字代码形式表示 的电信号的转换部件。 1一光源2一柱面镜3一码盘4一狭缝5一元件 返间 上一页 下一页

1. 工作原理 ⚫ 用光电方法把被测角位移转换成以数字代码形式表示 的电信号的转换部件。 1－光源 2－柱面镜 3－码盘 4－狭缝 5－元件 返 回 上一页 下一页

2.码盘和码制 位二进制码盘 测量时，根据码盘的起始和终止位置就可确定转角，与转动的中间过程无关。 返回 上一

2. 码盘和码制 6 位 二 进 制 码 盘 测量时，根据码盘的起始和终止位置就可确定转角，与转动的中间过程无关。 返 回 上一页 下一页

二进制码盘主要特点： (1)n位(n个码道)的二进制码盘具有2种不同编码，称其 容量为2，其最小分辨力0，=360°/2n,它的最外圈角 节距为201； (2)二进制码为有权码，编码Cn,C1,C,对应于由零 位算起的转角0为： C,2-0 (3)码盘转动中，C变化时，所有C(j应同时变化。 返同 上一页 下一页

二进制码盘主要特点： （1）n位(n个码道)的二进制码盘具有2 n种不同编码，称其 容量为2 n ， 其最小分辨力θ1 ＝3600／2 n ，它的最外圈角 节距为2θ1； （2）二进制码为有权码，编码Cn ,Cn-1，.，C1对应于由零 位算起的转角θ为： （3）码盘转动中，Ci变化时，所有Cj ( j<i)应同时变化。 1 1 1 2  − =  i n i Ci 返 回 上一页 下一页

二进制码盘的粗大误差及消除 要求各个码道刻划精确，彼此对准，这给码盘 制作造成很大困难。由于微小的制作误差，只 要有一个码道提前或延后改变，就可能造成输 出的粗大误差。 ·消除粗大误差方法： 双读数头法，循环码代替二进制码 双读数头的缺点是：读数头的个数增加了一倍。 当编码器位数很多时，光电元件安装位置也有 困难。 返回 上一页 下一页

二进制码盘的粗大误差及消除 ⚫ 要求各个码道刻划精确，彼此对准，这给码盘 制作造成很大困难。由于微小的制作误差，只 要有—个码道提前或延后改变，就可能造成输 出的粗大误差。 ⚫ 消除粗大误差方法： 双读数头法，循环码代替二进制码 双读数头的缺点是：读数头的个数增加了一倍。 当编码器位数很多时，光电元件安装位置也有 困难。 返 回 上一页 下一页

AA 9101112131415 C (a) 5 189101112131415 A B (b) (c) (a)四位二进制码盘展开图 (b)采用双读数头消除粗大误差的示意图 返间 上一页 下一页

(a) 四位二进制码盘展开图 (b) 采用双读数头消除粗大误差的示意图 返 回 上一页 下一页

六位循环码码盘 (1)n位循环码码盘具有2种不同编码； (2)循环码码盘具有轴对称性，其最高位相反，其余各位相同； (3)循环码为无权码； (4)循环码码盘转到相邻区域时，编码中只有一位发生变化， 不会产生粗大误差。 返回 上一页

(1) n位循环码码盘具有2 n种不同编码； (2) 循环码码盘具有轴对称性，其最高位相反，其余各位相同； (3) 循环码为无权码； (4) 循环码码盘转到相邻区域时，编码中只有一位发生变化， 不会产生粗大误差。 六 位 循 环 码 码 盘 返 回 上一页 下一页