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06-17
电机位置检测在电机控制中非常重要，特别是在需要基于精确的转子位置来控制电机运动状态的应用中，例如位置伺服系统。
电机控制系统中的位置检测通常包括：微电机计算元件、光电元件、磁敏元件、电磁感应元件等。
这些位置检测传感器要么同轴连接到电机的非负载端，要么直接安装在特定部件上电机的。
其中光电元件测量精度高，能够准确反映电机转子的机械位置，从而间接反映与电机连接的机械负载的准确机械位置，从而达到精确控制电机的目的位置。
光电编码器本质上是光电角位移传感器。
该传感器将电能和光能结合起来形成数字角度测量装置。
它利用光栅衍射原理实现位移-数字转换，通过光电转换将输出轴上的机械几何位移转换为脉冲数字量。
常见的光电编码器由光栅盘、发光元件和感光元件组成。
光栅实际上是一个刻有规则的透光和不透明线条的圆盘。
光敏元件接收到的光通量与光传输线同步变化。
光敏元件输出波形经过整形后，就成为脉冲信号。
每转一圈，输出一个脉冲。
根据脉冲的变化，可以精确测量和控制装置的位移。
光电编码器的主要作用是测量某一轴的旋转速度和位置。
通常情况下，电机轴上连接有光电编码器，测量电机的角速度和角位移，然后对数据进行重新处理，实现闭环控制。
绝对式光电编码器如图所示。
它通过读取编码盘上的二进制编码信息来表示绝对位置信息。
编码盘是按照一定编码形式制成的圆盘。
图1是二进制编码盘。
图中空白部分是透明的，用“0”表示；黑色部分不透明，用“1”表示。
组成代码的圆圈通常称为代码通道。
每个码道代表一个二进制数的一位，最外面的位是最低位，最里面的位是最高位。
如果编码盘有4个码道，则从内到外的码道分别表示为二进制23、22、21、20。
4位二进制可以组成16个二进制数，因此光盘分为16个扇区。
，每个扇区对应一个4位二进制数，如，，...， 增量式光电编码器是一种随着位置变化而输出一系列脉冲信号的码盘，然后利用计数器根据位置变化的方向对脉冲进行加/减，以达到位置检测的目的。
它由光源、透镜、主光栅码盘、测向盘、光敏元件和电子电路组成。
增量式光电编码器的工作原理是由转轴旋转带动径向均匀窄间隙的主光栅码盘。
有一个与主光栅码盘平行的方向识别盘。
方向盘上有两条彼此相差90°的窄缝，分别有光敏二极管接收主光栅码盘传来的信号。
工作时，测向盘不动，主光栅码盘随转子旋转，光源通过透镜与主光栅码盘平行。
经过主光栅码盘和测向盘后，光敏二极管接收到相位差为90o的近似正弦信号。
然后由逻辑电路形成转动信号和计数脉冲信号。
为了获得绝对位置角，增量式光电编码器有一个零脉冲，即主光栅每旋转一圈，就输出一个零脉冲，以清除位置角。
增量式光电编码器可用于检测电机的位置和速度。
光电编码器应用实例 数控机床 机床需要一个参考点，该参考点是机床厂在伺服轴上建立的固定物理位置。
机床回零点，即数控系统回参考点。
工件坐标零点是在加工零件时根据加工工艺要求以参考点为基础偏移一定量而生成的。
对于不同的零件，工件坐标零点和参考点的偏移量是不同的。
当参考点丢失时，工件坐标零点无法建立，数控加工程序无法正常运行。
当参考点的一致性出现问题时，虽然数控加工程序可以运行，但工件零点的一致性发生变化，加工精度无法保证。
绝对式光电编码器由于网格点已经建立，可以直接回原点；增量式需要硬件和控制的配合，在行程最大位置清零，每次开机都需要清零。
打印机 打印机一般使用增量编码器。
增量式编码器旋转时输出脉冲，通过计数装置得知其位置。
当编码器不动作或断电时，依靠计数装置的内部存储器进行计数。
记住位置。
这样，当停电时，编码器就无法进行任何移动。
当电源接通、编码器工作时，编码器输出脉冲期间不能有脉冲干扰和丢失。
否则，计数装置内存的零点就会发生偏移，而这个偏移量是无法得知的，只能在出现错误的生产结果后才能知道。
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