增量式光电编码器的测量分辨力取决于它 所能分辨的最小角度，而这与码盘圆周上的 狭缝条纹数n 有关，即最小能分辨的角度及分 辨率为：
360o
n
分辨率 1 n
11-3
11-4
E1050-14 绝对式 角编码器的 特性参数
2020/4/7
位数 分辨力 最大误差 外尺寸/mm 输.出轴尺寸/mm 重量/g 允许转速/r·min_1 电源电压/V
最小分辨角度为 α=360º/2n =360÷16=22.5º
其他角编码器外形
（参考德国图尔克传感与自动化技术专业公司光盘资料）
其他角编码器外形（续）
其他角编码器外形（续）
拉线式角编 码器利用线轮， 能将直线运动转 换成旋转运动。
2．绝对式光电编码器结构
低位 高位
a）光电码盘的平面结构（8码道） b）光电码盘与光源、光敏元件的对应关系（4码道）
光源 输出信号 使用温度 工作环境 相对湿度/（%）
振动/g 冲击/g
14
80" ±100" Φ 50× 40 Φ 6× 12
250
200 DC12(±5%)，5(±5%)
红外LED 格雷码，TTL电平
－40～+55℃ 相对湿度95 （35℃时）
增量式测量得到的脉冲波形
绝对式测量的特点是： 每一被测点都有一个对应的编码,常以二进制数据
形式来表示（例如:10 1011 0010）。即使断电之后 再重新上电,也能读出绝对式测量传感器当前位置的 数据。典型的绝对式位置传感器有绝对式角编码器。
第二节 角编码器
角编码器是一种旋转式位置传感器，它的转 轴通常与被测旋转轴连接，随被测轴一起转动。
直接测量 没有转换
误差
工作台运动方向
光栅
2.间接测量
编码器 在间接测量中，
工作台 丝杠 进给电机
多使用旋转式位置 传感器。测量到的
回转运动参数仅仅
x
是中间值，但可由
这中间值再推算出
与之关联的移动部
θ
件的直线位移。间
接测量须使用丝杠
-螺母副、齿轮-齿
条副等传动机构。
齿轮-齿条副的位移转换演示 +x
滚珠丝杠-螺
螺母 丝杠
母副能够减小传
θ
动磨檫力，延长
使用寿命，减小
间隙误差。
x
平均螺距误差大于10μm
传动分析
设：螺距t=4mm，丝杠在4s时间里转动了10圈，
求：丝杠的平均转速n(r/min)及螺母移动了多少毫
米？螺母的平均速度v又为多少？
螺距t=4mm
N=10圈时，θ =？度 x=？mm
滚珠
θ
例：设齿轮的分度圆直 齿条
径为200mm ,齿数z=100,
传感器测得齿轮转过了
-x
齿轮
θ=180度。求：
θ
1）所转过的齿数N；
2）齿条的齿距t；
3)齿条所移动的距离 x。
解： 1）所转过的齿数
N=(z÷360º) ×θ
D 齿条为直线运动，
=(100/360º)×180º=50 齿轮作旋转运动
2）齿条的齿距
若旋转式位置传感器测量的回转运动只是中间值， 再由它推算出与之关联的移动部件的直线位移，则 该测量方式为间接测量。
直接测量 示意图
随动刀具
光栅尺
光栅读数头
5
间接测量 示意图
随动刀具
6
7
1.直接测量
回转工作台 旋转运动θ
利用角位移 传感器直接测 量工作台的角 位移
直接利用数字式直线位移传感器 测量直线机床的位移量
第十一章 数字式位置传感器 目录
11.1 位置测量方式 11.2 角编码器 11.3 光栅传感器 11.4 磁栅传感器 11.5 容栅传感器
进入 进入
进入 进入
进入
第一节 位置测量的方式
一、直接测量和间接测量
位置传感器有直线式和旋转式两大类。若位置传 感器所测量的对象就是被测量本身，即用直线式传 感器测直线位移，用旋转式传感器测角位移，则该 测量方式为直接测量。例如直接用于直线位移测量 的直线光栅和长磁栅等；直接用于角度测量的角编 码器、圆光栅、圆磁栅等。
绝对式码盘与增量
式码盘有何区别？
零位标志
绝对式测量角编码器
每一个微小的
角位移都有一个对
应的编码，常以二
进制数据形式来表
示。在绝对式测量
θ
中，即使中途断电，
重新上电之后，当
前位置的二进制编
码数据仍然不变。
自然二进制码
1 0 0 1 或格雷码
绝对式编码器（接触式）演示
4个电刷 4位二进制
码盘 +5V输入 公共码道
绝对式光电码盘与增量式码盘的区别
低位 高位
绝对式光电码盘（12码道） 增量式光电码盘（1024位）
绝对式光电编码器的分辨力及分辨率
绝对式光电编码器的测量分辨力取决于 它所能分辨的最小角度，而这与码盘上的码 道数n 有关，即最小能分辨的角度为：
α=360º/2n 分辨率=1/2n
增量式光电编码器的分辨力及分辨率
角编码器能将被测轴的角位移转换成二进制 编码或一连串脉冲。角编码器有两种基本类型： 绝对式角编码器和增量式角编码器。
回目录
光电脉冲角编码器示意图
17
一、绝对式角编码器 10码道光电绝对式码盘
绝对式角编码 器按照角度直接进 行编码。根据内部 结构和检测方式有 接触式、光电式、 磁阻式等。
透光区
不透光区
机电类 《自动检测技术及应用》
多媒体课件
（共13章，第十一章）
统一书号：ISBN 978-7-111-34300-4
课程配套网站
或
2012年7月版
2020/4/7
1
第十一章 数字式位置传感器
介绍几种常用数字式位置传感器的结 构、原理，如角编码器、M法测速、光栅 传感器、莫尔条纹、磁栅传感器、容栅 传感器等，并讨论他们在直线位移和角 位移精密直
螺母
线-旋转转换设备
丝杠
均存在间隙误差,
x 特别是从正转切
换到反转时,间隙
将导致测量死区,
必须予以补偿。
二、增量式和 绝对式测量
在增量式测量中，移动 部件每移动一个基本长度 单位，位置传感器便发出 一个测量信号，此信号通 常是脉冲形式。这样，一 个脉冲所代表的基本长度 单位就是分辨力，对脉冲 计数，便可得到位移量。
t=πD/z=6.28mm；3）齿条所移动的距离x=N t=
. 50×6.28=314mm.测出齿轮的角位移,就可测得齿条的直线位移
传动机构 齿距t 齿轮
滚珠丝杠-螺母 副、齿轮-齿条副 等传动机构能够 将旋转运动转换 成直线运动。但 应设法消除传导 过程产生的间隙 误差。
齿条
x
θ
滚珠丝杠螺母副