接觸式編碼器的分辯率受電刷的限制，不可能很高；而光電式編碼器由于使用了體積小.易于集成的光電元件代替機(jī)械的接觸電刷，其測(cè)量精度和分辯率能 達(dá)到很高水平，所以它在自動(dòng)控制和自動(dòng)測(cè)量技術(shù)中得到了廣泛的應(yīng)用。例如，多頭、多色的電腦繡花機(jī)和工業(yè)機(jī)器人都使用它作為精確的角度轉(zhuǎn)換器。我國(guó)目前已有16位光電編碼和25 000 脈沖/Ring的光電增量編碼器，并形成了系列產(chǎn)品，為科學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)提供了對(duì)位移量 進(jìn)行精密檢測(cè)的手段。

光電式編碼器的結(jié)構(gòu)和工作原理

光電編碼器的最大特點(diǎn)是非接觸式的，因此，它的使用壽命長(zhǎng) ，可靠性高。它是一種絕對(duì)編碼器，即幾位編碼器其碼盤(pán)上就有幾位碼道 ，編碼器在轉(zhuǎn)軸的任何位置都可以輸出一個(gè)固定的與位置相對(duì)的數(shù)字碼。這一點(diǎn)與接觸式碼盤(pán)編碼器是一樣的。不同的是光電編碼器的碼盤(pán)采用照相腐蝕工藝 ，在一塊圓形光學(xué)玻璃上刻有透光和不透光的碼形，如圖14- 11所示。在幾個(gè)碼道上， 裝有相同個(gè)數(shù)的光電轉(zhuǎn)換元件代蔡接觸式編碼器的電刷，并且將接觸式碼盤(pán)上的高、低電位用光源代替。當(dāng)光源經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)形成一東平行光投射在碼盤(pán)上時(shí)， 轉(zhuǎn)動(dòng)碼盤(pán)，光經(jīng)過(guò)碼盤(pán)的透光和不透光區(qū)，在碼盤(pán)的另一側(cè)就形成了光脈沖，脈沖光照射在光電元件上就產(chǎn)生與光脈沖相對(duì)應(yīng)的電脈 齊。碼盤(pán)上的碼道數(shù)就是該碼盤(pán)的數(shù)碼位數(shù)。由于每一個(gè)碼位有一個(gè)光電元件，當(dāng)碼盤(pán)旋至不同位置時(shí)，各個(gè)光電元件根據(jù)受光照與否，就能將間斷光轉(zhuǎn)換成電脈沖信號(hào)。

光電編碼器的精度和分辯率取決于光碼盤(pán)的精度和分辯率，即取決于刻線數(shù)。目前，已能生產(chǎn)徑向線寬為6.7×10^-8rad的碼盤(pán)，其精度達(dá) 1×10^-8。顯然，比接觸式的碼盤(pán)編碼器精度要 高出多個(gè)數(shù)量級(jí)。如果再進(jìn)一步采用光學(xué)分解技術(shù)，可獲得更多位的光電編碼器。

光電編碼器與接觸式碼盤(pán)編碼器一樣，通常采用循環(huán)碼作為最佳碼形，這樣可以解決非單值誤差的問(wèn)題。光電碼盤(pán)的優(yōu)點(diǎn)是沒(méi)有觸點(diǎn)磨損，因而允許高速轉(zhuǎn)動(dòng)；但是其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，光源壽命較短。