D数字式传感器PPT课件.pptx

### D数字式传感器PPT课件知识点总结 #### 一、光电式直接编码器（绝对式） ##### 1. 构成与工作原理 - **构成**：由光学玻璃制成的圆形码盘，码盘上刻有同心码道，码道上有亮区和暗区；光源经光学系统形成一束平行光通过狭缝形成窄光束照射在光电元件上。 - **光电转换**：每个码道有一个光电元件，光电元件受光照为“0”，不受光照为“1”；转动码盘，转角α即可转换成几位二元码。 ##### 2. 码制介绍 - **二进制码**：最内圈码道为第一码道，半圈透亮，半圈不透亮。对应最高位C4；最外圈为第n码道，共分成2^n个亮暗间隔，对应最低位C1，最小分辨率为α=360°/2^n。 - **循环码**：与二进制码相似之处在于码道数等于数码位数，最小分辨率相同，最内圈也是半圈透光，半圈不透光。不同之处在于：第i码道分为2^(i-1) (i≥2)个黑白间隔，如i＝2,则等于2；i＝3，则等于4；i＝4，则等于8个间隔。第i码道的黑白分界线与第i-1码道的黑折分界线错开360°/2^i (i≥2)。 ##### 3. 编码器的优缺点 - **二进制码的缺点**：由于黑白分界线刻划不精确造成粗误差。 - **循环码的优点**：循环码转到相邻区域时，编码中只有一位发生变化，减少了错误的可能性。 ##### 4. 码制转换 - **二进制码与循环码之间的转换**：通过特定的逻辑电路实现二进制码到循环码或者循环码到二进制码的转换。转换过程中涉及到并行和串行转换电路，通过异或门等逻辑门来完成转换。 #### 二、增量编码器 ##### 1. 结构与原理 - **结构**：通常只有3道码道，光电元件也只有3个。最外圈码道提供初始的零位脉冲，中间圈为增量码道，最里圈为辨向码道。 - **工作原理**：码盘每转一周，两个光电元件上将产生m个增量码和m个辨向脉冲，从而实现对角位移的检测。 ##### 2. 特点 - **分辨率**：增量编码器的分辨率取决于码盘上透光和不透光扇区的数量m。 - **方向检测**：通过比较增量脉冲的相位可以判断码盘的旋转方向。 #### 三、光栅传感器 ##### 1. 光栅传感器结构 - **结构组成**：主要由主光栅、指示光栅和光路系统组成。 - **原理基础**：基于莫尔条纹现象。将主光栅与指示光栅相对叠合，使两者光栅线保持很小的角度，会在垂直栅线的方向上出现明暗相间的条纹，即莫尔条纹。 ##### 2. 莫尔条纹的特性 - **形成条件**：当两块光栅相互叠加且存在角度差时，会产生莫尔条纹。 - **特性**：莫尔条纹的间距与光栅刻线间距及光栅相对角度有关，通过测量莫尔条纹的变化可以实现高精度的位置检测。 #### 总结 本课件主要介绍了光电式直接编码器（绝对式）和增量编码器两种类型的数字传感器的基本原理、结构组成以及它们的应用特点，并对光栅传感器进行了简要介绍。光电式直接编码器适用于需要直接读取角度或位移的情况，而增量编码器则更适合需要实时监控运动变化的应用场景。此外，光栅传感器以其高精度的特点，在精密测量领域有着广泛的应用前景。通过对这些传感器的理解和应用，可以帮助我们更好地解决实际问题中的测量需求。