Что такое оптический энкодер?

Что такое оптический энкодер?

Оптический энкодер — это тип энкодера, который использует оптический датчик для обнаружения и измерения физических величин, таких как линейное перемещение оси и угол поворота. Это устройство преобразует информацию о положении в электрические сигналы посредством взаимодействия света с закодированным рисунком на диске.

Применение оптических энкодеров

Благодаря высокой точности, разрешению и скорости оптические энкодеры являются неотъемлемой частью управления серводвигателями, двигателями лифтов, двигателями сквозной оси и высокоскоростными вращающимися двигателями в промышленном оборудовании. Они особенно полезны в средах с сильными магнитными полями, таких как оборудование МРТ и линейные приводы типа двигателя.

Структура оптических энкодеров

Конструкция оптического энкодера включает:

1. Светоизлучающий элемент (светодиод)

В качестве источника света в оптических энкодерах обычно используется инфракрасный светодиод, хотя для повышения производительности и разрешения могут использоваться цветные светодиоды или лазерные диоды.

2. Линза

Линза фокусирует излучаемый свет в параллельный луч, обеспечивая точное обнаружение оптическим датчиком.

3. Кодовое колесо

Кодовое колесо, которое может быть изготовлено из металла, смолы или стекла, имеет щели или узоры, которые модулируют световой луч. Выбор материала диктуется требованиями к применению, факторами балансировки, такими как стоимость, точность и устойчивость к окружающей среде.

4. Фотодетекторы

Фотодиоды или фототранзисторы улавливают модулированный свет и преобразуют его в электрические сигналы. Эти датчики изготавливаются из полупроводниковых материалов, оптимизированных для обнаружения света.

Типы оптических энкодеров

Оптические энкодеры подразделяются на:

1. Пропускающий тип

Эта конфигурация располагает источник света и датчик на противоположных сторонах кодового колеса, обнаруживая свет, проходящий через щели.

2. Отражающий тип

Здесь источник света и датчик расположены на одной стороне, при этом обнаруживается свет, отраженный от поверхности кодового колеса.

Принцип работы оптических энкодеров

Оптические энкодеры генерируют импульсные сигналы, модулируя свет через или вне шаблона кодового колеса. Частота этих импульсов коррелирует со скоростью движения, в то время как разность фаз между двумя сигналами указывает направление вращения.

Как выбрать оптические энкодеры

При выборе следует учитывать разрешение энкодера, которое ограничено физическими размерами щелей кодового колеса, а также факторы окружающей среды, такие как пыль и масло, которые могут мешать передаче света. Оптические энкодеры также, как правило, имеют более высокие требования к питанию из-за непрерывной работы источника света.