編碼器是測(cè)量角位移的傳感器，光電編碼器屬于多種編碼器之一。 目前，光電編碼器廣泛應(yīng)用于機(jī)電測(cè)量各行業(yè)，如旋轉(zhuǎn)平臺(tái)、機(jī)器人、導(dǎo)彈發(fā)射角度、織物長(zhǎng)度、停床刃定位等。 針對(duì)光電編碼器的原理，就如何實(shí)現(xiàn)小車速度的測(cè)量進(jìn)行分析。

1 .光電編碼器的分類概要
光電編碼器有增量式和絕對(duì)值式兩種。 其中，增量式光電編碼器具有體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、精度高、價(jià)格低、性能穩(wěn)定、影響速度快等優(yōu)點(diǎn)，因此比絕對(duì)式光電編碼器應(yīng)用得更廣泛。 在大量角速度、大量角位移、高分辨率的系統(tǒng)中，增量式光電編碼器的優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)得更加充分。 這種裝置成本高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。
2 .光電編碼器的工作原理分析
2.1增量式光電編碼器的工作原理分析
增量式光電編碼器由主編碼器、光學(xué)系統(tǒng)、向錯(cuò)板和光電轉(zhuǎn)換器構(gòu)成，在主編碼器的周邊刻有等間距的放射狀狹縫，形成有分布均勻的不透明區(qū)域和透明區(qū)域。 動(dòng)作時(shí)，凸輪盤(pán)保持靜止，旋轉(zhuǎn)軸和主盤(pán)一起旋轉(zhuǎn)時(shí)，來(lái)自光源的光被投射到凸輪盤(pán)和主盤(pán)，在感光性原稿的作用下，該光信號(hào)被轉(zhuǎn)換為脈沖信號(hào)，通過(guò)脈沖信號(hào)的處理，被數(shù)字控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為其他的脈沖信號(hào)
. 2絕對(duì)值型光電編碼器的工作原理分析
絕對(duì)型光電式編碼器通過(guò)讀取編碼盤(pán)上的圖案信息，將被測(cè)量角度直接轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的編碼檢測(cè)元件。 絕對(duì)值型光電編碼器的編碼盤(pán)有接觸式、光電式、電磁式3種。 光電元件接收在不同碼盤(pán)位置產(chǎn)生的光信號(hào)，將其轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的電信號(hào)，整形放大，最終形成對(duì)應(yīng)的數(shù)字電信號(hào)。

3 .光電編碼器測(cè)量小車的速度
3.1基于光電編碼器的小車速度測(cè)量原理
光電編碼器由紅外線收發(fā)裝置和編碼輪構(gòu)成。 紅外光從投光器射出，入射到黑色條紋時(shí)，被受光器斷續(xù)地反射，在受光器的輸入端接收與車輪的轉(zhuǎn)速成比例關(guān)系的光脈沖信號(hào)，進(jìn)而在接收器的輸出端形成一定頻率的電信號(hào)。 用微處理器計(jì)算電脈沖，就可以得到小車的移動(dòng)速度。 但是，小車行駛距離l的式子中，L=D/n*nx式中的n是繩輪上的黑白條紋的個(gè)數(shù)。 d是驅(qū)動(dòng)輪的外徑，nx是實(shí)測(cè)中的電脈沖政府跳躍的次數(shù)。 小車行駛速度v的計(jì)算公式為V=L/t，在公式中，t表示時(shí)間。3.2使用光電編碼器測(cè)量購(gòu)物車速度的操作
這種情況下采用的絕對(duì)編碼器是直接輸出數(shù)字量的傳感器，圓形代碼盤(pán)在半徑方向上有幾個(gè)同心代碼信道，各信道有光透過(guò)的扇區(qū)和光不透過(guò)的扇區(qū)，相鄰代碼信道的扇區(qū)數(shù)呈兩倍的關(guān)系如果碼盤(pán)位于不同的位置，則各受光元件根據(jù)有無(wú)受光而轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的電平信號(hào)，從而形成二進(jìn)制數(shù)。 該編碼器的特征是，無(wú)需使用計(jì)數(shù)器，即可讀出與在旋轉(zhuǎn)軸的任意位置固定的位置對(duì)應(yīng)的數(shù)字代碼。 很明顯，代碼通道越多，分辨率越高，具有n位二進(jìn)制分辨率的編碼器在代碼盤(pán)中需要n代碼通道。
首先，選擇專門用于控制輪式機(jī)器人的手持板，以及內(nèi)置光電IC和紅外線發(fā)光管的P8557紅外線傳感器。 在驅(qū)動(dòng)輪上粘貼32個(gè)黑白條紋的圓形碼輪，使驅(qū)動(dòng)輪軸與碼輪的中心對(duì)準(zhǔn)，在碼輪表面的2mm處進(jìn)行紅外線傳感器的固定，構(gòu)成反射型增量編碼器，然后是LCD中斷程序和一次檢測(cè)程序注意中斷的程序進(jìn)行調(diào)用時(shí)，將TOC4圓中心的矢量中斷入口地址轉(zhuǎn)發(fā)到新的終端程序。 執(zhí)行程序時(shí)，首先執(zhí)行中斷程序，然后執(zhí)行編碼器源的中斷程序。 最后，驅(qū)動(dòng)程序采用中斷的插入方式，并始終使用中斷在TOC4上執(zhí)行計(jì)數(shù)。 進(jìn)入中斷程序后，進(jìn)行中斷程序的初始化，插入編碼器相位的中斷程序。 執(zhí)行主中斷程序時(shí)，在調(diào)試編碼器狀態(tài)后對(duì)編碼器進(jìn)行采樣，將采樣后的編碼器狀態(tài)存儲(chǔ)在寄存器中，并將寄存器調(diào)試為上次的編碼器相位采樣狀態(tài)。 最后，執(zhí)行加法操作。 統(tǒng)計(jì)操作中的數(shù)據(jù)，從帶人車行駛的路程l的公式中求出l，根據(jù)時(shí)間，在帶人車直接行駛的速度v的公式中，使用光電編碼器測(cè)量車的速度。

4、結(jié)語(yǔ)
光電式編碼器是通過(guò)光電轉(zhuǎn)換將輸出軸上機(jī)械幾何位移量轉(zhuǎn)換為脈沖或數(shù)字量的傳感器. 這是目前使用最多的傳感器，光電編碼器由光柵盤(pán)和光電檢測(cè)裝置組成。 由于光電式編碼器與電動(dòng)機(jī)同軸，所以當(dāng)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，光柵與電動(dòng)機(jī)以相同速度旋轉(zhuǎn)，經(jīng)由由發(fā)光二極管等電子部件構(gòu)成的檢測(cè)裝置檢測(cè)輸出幾個(gè)脈沖信號(hào)，通過(guò)對(duì)當(dāng)前的光電式編碼器的輸出脈沖數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，從而檢測(cè)出當(dāng)前的電動(dòng)機(jī)的光電編碼器可以測(cè)量小車的速度，但僅限于傳感器精度和小車本身的機(jī)械精度等影響，測(cè)量結(jié)果存在一些誤差。 因此，在測(cè)量推車速度時(shí)，為了減小誤差，請(qǐng)進(jìn)行多次測(cè)量，取平均值，使最終結(jié)果更接近正確的值。

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