增量式光电编码器

定义与用途

增量式光电编码器是一种把角位移或直线位移转换为电信号的装置：角位移对应“码盘”，直线位移对应“码尺”。它输出的是周期电信号，经后续电路转换为计数脉冲，用脉冲个数表示位移大小。

工作原理

码盘上刻有透光与不透光的等间隔图案，随轴转动时，光电接收元件感受到的光强按位移周期变化，从而输出近似周期性的电信号。每经过一个周期，就对应位移的一个固定增量，因此对周期信号计数即可得到位移量。

信号与计数关系

设一个信号周期对应的位移增量为 $\mathrm{\Delta }x$（角位移时为角增量 $\mathrm{\Delta }\theta$，单位 rad 或 (°)），计数脉冲个数为 $N$，则位移量可表示为

角位移情形为

其中 $N$ 为整数计数，$\mathrm{\Delta }x$ 或 $\mathrm{\Delta }\theta$ 由码盘刻线周期决定。

与绝对式编码器的区别

绝对式编码器每一个位置对应一个确定的数字码，其瞬时码字直接对应当前位置；若测量的是起止位置之间的位移，则由终止位置码字与起始位置码字之差求得，与中间过程无关。增量式编码器则依赖对周期信号的累计计数，位移由脉冲个数表示，因而与计数过程相关。

适用范围与条件

增量式编码器给出的是相对位移量，需要以某一位置为计数起点；计数结果反映的是从起点开始的位移大小。