碼盤

碼盤(encoding disk)是指測量角位移的數字編碼器。它具有分辨能力強、測量精度高和工作可靠等優點，是測量軸轉角位置的一種最常用的位移感測器。碼盤分為絕對式編碼器和增量編碼器兩種，前者能直接給出與角位置相對應的數字碼；後者利用計算系統將旋轉碼盤產生的脈衝增量針對某個基準數進行加減。

基本介紹

• 中文名：碼盤
• 外文名：encoding disk
• 優點：分辨能力強測量精度高工作可靠
• 分類：絕對式編碼器和增量編碼器

接觸編碼器

接觸編碼器是絕對式編碼器中的一種，它由編碼盤、電刷和電路組成。圖1是一個6位二進制編碼器。編碼盤按二進制碼製成，與旋轉軸固定在一起。碼盤上有6條碼道，每條碼道上有許多扇形導電區（黑區）和不導電區（白區），全部導電區連在一起接到一個公共電源上。 6個電刷沿一個固定的徑向安裝，分別與6條碼道接觸。每個電刷與一單根導線相連，輸出6個電信號,其電平由碼盤的位置控制。當電刷與導電區接觸時，輸出為“1”電平；與不導電區接觸時，輸出為“0”電平。隨著轉角的不同，輸出相應的碼。編碼器的精度取決於碼盤本身的精度，解析度則取決於碼道的數目。10條碼道的碼盤，其解析度為1/1024，採用多個碼盤和裝上內部傳動機構時可達1/100000。

接觸編碼器的缺點是碼盤與電刷之間存在接觸摩擦，使用壽命短。電刷與碼道的不正確接觸還會產生模糊輸出，可能給出錯誤的結果，造成誤差。採用循環碼（格雷碼）可克服這一缺點，因為在任何瞬間只有一個比特的改變。格雷碼（見字元編碼）是變權碼，它與十進制數的關係為

式中D為十進制數，n為具有“1”輸出的最高位的位數，m為其次一位具有“1”輸出的位數，q、s、…依次類推。採用格雷碼時，還需要按上式設計出相應的轉換電路。

光學編碼器

另一種絕對式編碼器是光學編碼器，是依照光學和光電原理製成的器件。它由光源、碼盤、光學系統及電路4部分組成。碼盤是在不透明的基底上按二進制碼製成明暗相間的碼道，相當於接觸編碼器的導電區和不導電區。光線通過碼盤由光電元件轉換成相應的電信號。光學編碼器的精度高於1/10⁸，徑向分度線的精度為 0.067弧秒。已制出的標準碼盤有偽隨機碼、素數碼、循環碼、正弦餘弦碼、對數碼和二進十進碼等。

光電編碼器碼盤

光電編碼器是一種通過光電轉換將輸出軸上的機械幾何位移量轉換成脈衝或數字量的感測器。這是套用最多的感測器， 光電編碼器是由碼盤（光柵盤）和光電檢測裝置組成。碼盤（光柵盤）是在一定直徑的圓板上等分地開通若干個長方形孔。由於光電碼盤與電動機同軸，電動機旋轉時，碼盤（光柵盤）與電動機同速旋轉，經發光二極體等電子元件組成的檢測裝置檢測輸出若干脈衝信號，其原理示意圖如圖1所示；通過計算每秒光電編碼器輸出脈衝的個數就能反映當前電動機的轉速。此外，為判斷旋轉方向，碼盤還可提供相位相差90º的兩路脈衝信號。

編碼器碼盤的材料有玻璃、金屬、菲林、樹脂：玻璃碼盤是在玻璃鍍鉻面上腐蝕出明暗碼道，其熱穩定性好，精度高，易碎，成本高；金屬碼盤直接以通和不通刻線，不易碎，但由於金屬不易腐蝕，易形變，精度就有限制，其熱穩定性就要比玻璃的差一個數量級；塑膠碼盤是經濟型的，其成本低，不易碎和變形，但精度、熱穩定性、壽命均要差一些；樹脂碼盤與玻璃碼盤的工藝接近，也是通過腐蝕明暗樹脂表面的鍍鉻，呈現出明暗脈衝，其優點是精度高不容易碎，缺點在環境惡劣的高溫下容易跳碼，價格相對較高，加工工藝難度高，已開發國家有生產，暫時沒有生產廠家。

特性

● 物料：菲林（PET片基），厚度0.10 mm 或 0.18 mm；

● 外徑：10~100mm；

● 高性價比；

● 解析度：32 CPR ~ 1024 CPR (28mm 外徑)；

● 運行溫度：85℃ max。

增量編碼器

1、增量型旋轉編碼器有解析度的差異，使用每圈產生的脈衝數來計量，數目從6到5400或更高，脈衝數越多，解析度越高；這是選型的重要依據之一。 

2、增量型編碼器通常有三路信號輸出（差分有六路信號）：A,B和Z，一般採用TTL電平，A脈衝在前，B脈衝在後，A,B脈衝相差90度，每圈發出一個Z脈衝，可作為參考機械零位。一般利用A超前B或B超前A進行判向，我公司增量型編碼器定義為軸端看編碼器順時針旋轉為正轉，A超前B為90°，反之逆時針旋轉為反轉B超前A為90°。也有不相同的，要看產品說明。 

3、使用PLC採集數據，可選用高速計數模組；使用工控機採集數據，可選用高速計數板卡；使用單片機採集數據，建議選用帶光電耦合器的輸入連線埠。 

4、建議B脈衝做順向（前向）脈衝，A脈衝做逆向（後向）脈衝，Z原點零位脈衝。 

5、在電子裝置中設立計數棧。