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更新时间：2025-09-08 
浏览次数：21光学编码器是一种使用光学传感器检测物理量的编码器。
编码器是一种位置传感器，可检测线性轴的移动量或旋转角度等物理量，并将位置信息输出为电信号。对于光学旋转编码器，旋转一个带有狭缝的圆盘（称为码盘），然后光学传感器检测穿过狭缝或从狭缝反射的光。
编码器有两种类型：检测线性运动的线性编码器和测量旋转的旋转编码器。旋转编码器与电机配合使用，应用范围广泛，是目前常用的编码器。
编码器广泛应用于工业设备等领域。尤其是光学编码器，其精度高、分辨率高，并且能够实现相对较高的速度。因此，它们广泛应用于对信号精度要求较高的工业设备应用，例如伺服控制、电梯电机控制、空心轴电机控制以及高速旋转电机控制。
此外，由于它可以在产生强磁场的环境中使用，而不会受到周围磁场的影响，因此对于MRI（磁共振成像）设备和线性电机执行器的驱动单元和定位控制等应用非常有用。
光学编码器由发光元件（例如 LED）、光接收元件（例如光电二极管或光电晶体管） 、透镜以及称为码盘的带有狭缝的圆盘组成。
光学编码器通常使用红外LED作为发光元件。为了减少光漫射，也可以使用短波长彩色LED。对于需要高性能和高分辨率的应用，则使用更昂贵的激光二极管。
发光元件发出的光是方向性不强的漫射光，利用凸透镜转换成平行光。
码盘是一个带有孔的圆盘，孔允许光线穿过或阻挡光线。它可以由金属、树脂、玻璃或其他材料制成。金属码盘具有抗震、耐高温和耐湿的特性，非常适合工业应用。
树脂镜片价格低廉，适合大规模生产，用于消费类应用，而当需要高精度和高分辨率时则使用玻璃镜片。
一般采用硅、锗、磷化铟镓等半导体材料制成的光电二极管或光电晶体管作为受光元件。
光学编码器有两种类型：透射式和反射式。
透射式中，发光元件和受光元件分别位于码盘的两侧，检测发光元件发出的光是被码盘中的狭缝透射还是阻挡。
反射式是将发光元件和受光元件放置在同一表面上，通过检测光是否被码盘的反射器反射来判断。
在光学编码器中，穿过码盘或从码盘反射的光会被光电探测器接收，并转换成电信号。码盘上的每个狭缝都会对应光的亮灭，光电探测器接收到后输出脉冲信号。由于狭缝间距均匀，因此可以通过计算脉冲数量来检测转速。
光学编码器通常使用两个相位差四分之一周期的脉冲信号来检测旋转方向。
光学编码器由于反射部和狭缝的物理尺寸固定，因此信号精度较高。然而，为了提高分辨率，狭缝的形成距离存在物理极限，需要设计复杂的光学系统和机构，导致编码器尺寸较大、价格较高。
这类显示器容易受到灰尘和油污的影响，导致光线遮挡。为了稳定信号输出，必须使电流通过发光元件，因此很难降低功耗。
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