光学编码器–透射式

位置传感器-透射式光学编码器

透射编码器使用由LED光源照明的细光栅或“标尺”的光学扫描。旋转或线性刻度尺由透明和不透明的“线”制成，它们以50至50的占空比排列。光盘上透明区域的数量与比例尺间距相对应，比例尺间距定义了编码器的分辨率。

传感器产生与入射光强度成比例的电压。当传感器相对于刻度移动时，电压呈正弦变化。将第二个光检测器异相添加90°。这涉及一半刻度线的位移。来自传感器A的信号是否lingxian传感器B或反之亦然，它定义了相对运动的方向。编码器输出可以是正弦/余弦信号，但信号通常会转换为方波：四边形B（四边形与90°相移有关）。控制器检测每个方波边缘上的过渡，从而将编码器分辨率有效提高4倍。

与每条线的宽度相比，检测器往往更大。在较高的分辨率下，这可能导致通道之间的溢出。添加与通道模式匹配的遮罩有助于清理信号。这种设计的权衡之处在于，标尺和传感器之间的气隙必须非常小，对圆盘参数（例如平整度，偏心率和对准）施加严格的规范，使设备更容易受到冲击和振动。

相控阵增量式编码器使用固态技术来提供更强大的解决方案。相控阵编码器不是每个通道的离散检测器，而是具有检测器阵列，因此每个通道都被多个检测器覆盖。这种方法可以平均光信号，从而Zui大程度地减少由制造误差（例如光盘偏心率和未对准）引起的变化，在降低制造公差的同时提高性能。

编码器本质上是增量式的，通常具有一条带有单个透明线和独立传感器的附加刻度轨道。传感器生成一个索引信号，定义设备的空位置。透射编码器的juedui版本包含多个轨迹，光源和传感器，它们完全确定了旋转中的位置。通过将一个圆盘机械传动到第二个圆盘，可以定义多转的位置。

优点：中等分辨率；准确性好；高重复性，划算的。

弱点：笨重;模块化设备的环境坚固性。

光学编码器–反射式

反射光学编码器的原理与透射编码器非常相似。反射式编码器通过从与传感器相同的一侧（相对于代码盘）发射光，并有选择地将光的一部分反射到传感器来工作。减小物理尺寸是该解决方案的明显优势。无需透射式编码器中通常需要的准直光学器件，并且LED光源与传感器在同一侧，可以大大减少编码器的总体积。分辨率和精度通常不如透射编码器。

优点：中等分辨率和准确性，高重复性；成本效益高

弱点：环境坚固性

一个相干激光源产生发散光束，该发散光束照亮印在标尺上的衍射光栅图案。使用玻璃刻度尺上的铬沉积或金属胶带刻度尺上的激光写入线来创建光栅图案。20μm的节距光栅使光发生衍射，从而产生高对比度的明暗干涉图样，直接回到检测器阵列上。本质上是增量地，通常提供第二索引/标记轨道。

衍射光会产生离散的Talbot平面干涉图。在3以上的例子RD塔尔博特平面被利用。随着标尺和检测器的相对位置发生变化，衍射图样会在检测器阵列上平移，从而导致每个检测器单元中出现正弦变化。

干扰技术需要Zui少的光学组件，从而可实现小尺寸传感器。在没有插值的情况下，分辨率通常比透射或反射式光学编码器高出多个数量级。由于正弦和余弦信号的保真度，可以进行高插值，从而以高精度产生纳米分辨率。考虑到设备的精度，对对准公差的要求不是很高。

此类编码器需要清洁的环境。采用相干性较低的LED光源，并与准直和滤波光学器件相结合，可显着提高抗污染能力。编码器不可避免地更大，并且通常具有更严格的对齐公差。有关更多详细信息，

优点：高分辨率，准确性，可重复性；紧凑;适中的对准公差

弱点：Talbot飞机实施的环境坚固性。