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隨著機(jī)電一體式的快速發(fā)展，傳感器作為信息反饋器件，對由計算機(jī)、信息反饋機(jī)構(gòu)和執(zhí)行器組成的開環(huán)和閉環(huán)系統(tǒng)的控制精度有著非常重要的影響。編碼器是將數(shù)字信息轉(zhuǎn)換成角度和長度等可執(zhí)行變量的重要工具。比如傳感器測得的機(jī)械幾何位移通過光電轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換成脈沖或數(shù)字，角度、轉(zhuǎn)速等物理量通過旋轉(zhuǎn)編碼器轉(zhuǎn)換成數(shù)字脈沖信號。在機(jī)電一體式系統(tǒng)中，編碼器具有機(jī)構(gòu)緊湊、安裝方便、易于維護(hù)、工作可靠、精度高、響應(yīng)快等特點，在自動化領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。本文主要討論編碼器的類型以及編碼器在產(chǎn)品中的應(yīng)用。

 編碼器由光柵盤和光電檢測裝置兩部分組成，其工作原理是：光柵盤在圓盤上均勻開有固定數(shù)量的矩形孔，工作時圓盤旋轉(zhuǎn)，電子檢測裝置檢測輸出脈沖信號，從而達(dá)到變量轉(zhuǎn)換的目的。根據(jù)編碼器信號的原理，可分為絕對值編碼器和增量編碼器。

增量式編碼器將位移變量轉(zhuǎn)換成周期性的電信號，然后將這些電信號轉(zhuǎn)換成計數(shù)脈沖。脈沖數(shù)表示位移，并傳送給計算機(jī)。其工作過程是：以軸為中心的光電碼盤上有圓形明、暗刻線，光電碼盤的一側(cè)有光電發(fā)射裝置，另一側(cè)有接收和檢測裝置。光電盤會隨著測量的旋轉(zhuǎn)而變化，從而達(dá)到測量速度、旋轉(zhuǎn)方向、運(yùn)動角度和相對距離的目的。增量式編碼器在使用中還存在一些缺陷，主要是因為增量式編碼器的初始位置依賴于計數(shù)裝置的內(nèi)部存儲器。一旦因斷電或外界干擾導(dǎo)致脈沖丟失，編碼器零點就會偏移，無法通過計算得到偏移量，更談不上自校正。目前的增量式編碼器存在零點累積誤差、關(guān)機(jī)斷電記憶丟失、開機(jī)需要復(fù)位零點、抗干擾功能差等問題。

絕對式編碼器的基本結(jié)構(gòu)類似于增量式編碼器，由發(fā)射元件、檢測元件、固定光柵和旋轉(zhuǎn)光柵組成。編碼器工作時，旋轉(zhuǎn)光柵隨著被測元件的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，發(fā)射元件發(fā)出的平行光束照射至光碼盤上，并與光碼盤另一側(cè)的檢測元件耦合。絕對式編碼器和增量式編碼器的區(qū)別在于，前者有很多光通道劃線，每個劃線都有自己的布局碼。絕對值編碼器采用這種多重比較的方法，避免了增量編碼器的缺陷，可以直接輸出數(shù)字信號。測量角度、距離等物理量時，不需要計數(shù)器，在有電噪聲或振動的惡劣環(huán)境下也能使用，抗干擾能力強(qiáng)。測量時，其位置取決于光學(xué)編碼器的機(jī)械位置，因此不需要記憶和參考點，也不需要回到原點，因此不會產(chǎn)生累積誤差，抗干擾性和可靠性強(qiáng)。