常见的光学编码器

　　光学编码器的工作方式是将光源照耀在光学元件上或通过光学元件-通常是玻璃圆盘。光要么被阻挡，要么穿过磁盘的光栅，产生一个类似于位置的信号。

　　这些玻璃磁盘具有微小的特性，允许制造商声称其精度很高。通常不明确的是，如果这些微小的特征被灰尘、污垢、油脂等所掩盖，会发生什么。事实上，即使是少量的外来物质也会造成误读.很少有任何故障警告-该设备完全停止工作，并遭受“灾难性故障”。较不为人所知的是光学编码器和光学编码器套件的准确性问题。

　　考虑使用分辨率为18位(256 K点)的1“标称盘的光学设备。通常，这种设备的声称精度可能是+/-10弧.然而，应该用粗体打印(但令人惊讶的是从来没有)的是，规定的精度假定磁盘相对于读头完全旋转，并且温度是恒定的。

　　如果我们考虑一个更现实的例子，磁盘是稍微偏心安装0.001“(0.025mm)。

 　偏心有几个来源，包括以下几个方面：

　　集线器上玻璃盘的同心度。

　　集线器通孔相对于光盘的同心度。

　　轮毂相对于光盘平面的垂直度。

　　光盘面与读取头平面的平行度。

　　安装轮毂的轴的同心度。

　　支撑主轴的轴承和轴承座的间隙。

　　轴承不完全对齐。

　　轴的圆度和毂的贯通孔的圆度。

　　定位方法(通常情况下，螺丝钉会把轮毂拉到一边).

　　由于轴承受力或应变引起的位移。

　　热效应

　　完美安装的光盘需要这样精细的工程，成本变得令人望而却步。实际上，存在测量误差，因为光盘不是读头认为的位置。如果我们考虑安装误差为0.001“，那么测量误差相当于光学轨道半径所对应的角度为0.001”。为了简化数学运算，我们假设轨道的半径为0.5“。

　　这相当于2毫弧度或412弧的误差。换句话说，规格精度为10弧的器件比其数据手册精确度低40倍。

　　如果你准确地将光盘定位在0.001英寸以内，那么你的确做得非常好。实际上，你更有可能在2-10千分的范围内，所以实际精度将是80-比您初计算的差400倍。

　　旋转变压器或新一代感应装置的测量原理完全不同。测量基于转子（盘）和定子（读取器）之间的互感。不是根据在某点读取的读数计算位置，而是在定子和转子的整个面上产生测量值。因此，由器件的相对部分处的相反效应抵消了由器件的一部分中的非同心性引起的差异。分辨率和精度的标题数字通常不如光学编码器那样令人印象深刻。然而，重要的是这种测量性能在一系列非理想条件下得以保持。

原创作者：济南光宇自动化设备有限公司