西门子6ES7231-0HC22-0XA8使用手册

     增量式光电编码器结构如图1所示。在它的编码盘边缘等间隔地制出n个透光槽。发光二极管(LED)发出的光透过槽孔被光敏二极管所接收。当码盘转过1／n圈时，光敏二极管即发出一个计数脉冲，计数器对脉冲的个数进行加减增量计数，从而判断编码盘旋转的相对角度。为了得到编码器转动的**位置，还须设置一个基准点，如图中的“零位标志槽”。为了判断编码盘转动的方向，实际上设置了两套光电元件，如图中的正弦信号接收器和余弦信号接收器。
     增量式光电编码器除了可以测量角位移外，还可以通过测量光电脉冲的频率，转而用来测量转速。如果通过机械装置，将直线位移转换成角位移，还可以用来测量直线位移。*简单的方法是采用齿轮—齿条或滚珠螺母—丝杆机械系统。这种测量方法测量直线位移的精度与机械式直线—旋转转换器的精度有关。

图1 增量式光电编码器结构示意图

1-均匀分布透光槽的编码盘 2-LED光源 3-狭缝 4-正弦信号接收器 5-余弦信号接收器 6-零位读出光电元件 7-转轴8-零位标记槽

1、测量精度
     取决于它所能分辨的*小角度，而这与码盘圆周上的槽缝条纹数n有关，即能分辨的*小角度为
α=360/n
分辩率= 1/n
       例如，条纹数为1024，则分辨角度α=360 o/1024=0.325o。
      光栅或模板放在可动单元与探测器之间,并具有与编码单元相同的节距当所有光栅和可动编码单元完全调准时，探测器接收的入射光达到*大值。随着编码单元离开位置，接收的光将减少，直到达*小值。利用固定光栅来限制光电探测器的视野，提高了它的分辨率
2、运动方向的确定
       为了确定运动方向，需要另一个计读单元，有时则需要另一个编码单元以及某些适当的电子电路，如图2所示：

图2 增量式编码器检测运动方向原理
     为了得到90o相移编码，增设一个检测线圈，如图2a所示。在一个旋转方向上，信号A超前于信号B；而在方向上，则信号B超前于信号A。于是，相位检波器便能指示出旋转方向是顺时针还是反时针如图2b所示。

      霍尔集成电路可分为开关型和线性型两大类。
1、霍尔开关集成传感器
       它能感知一切与磁信息有关的物理量，并以开关形式输出。
       它主要由稳压电源、霍尔组件、放大器、整形电路、输出电路5部分组成，如图1所示。

图1 霍尔开关集成传感器内部结构框图

      当放大后的电压UO大于施密特触发器“开启”阈值电压时，施密特整形电路翻转，输出高电平，使V导通，这种状态我们称之为开状态。当磁场减弱时，霍尔元件输出的UO很小，经放大器放大后其值仍然小于施密特整形电路的“关闭”阈值电压，施密特整形电路翻转，输出低电平，使V截止，这种状态称为关状态。

图2霍尔开关集成传感器的工作特性   霍尔开关集成传感器的工作特性如图2所示。从工作曲线上看，工作特性有一定的磁滞，这对开关动作的可靠性是非常有利的。图中的BOP为工作点“开”的磁感应强度，BRP为释放点“关”的磁感应强度。当外加磁感应强度高于BOp时，输出电平由高变低，传感器处于开状态。当外加磁感应强度低于BRP时，输出电平由低变高，传感器处于关状态。 
2、 霍尔线性传感器
     霍尔线性传感器的输出电压与外加磁场强度呈线性比例关系。这类传感器一般由霍尔元件和放大器组成，如图3所示。较典型的线性型霍尔器件如UGN3501等。

图3 霍尔线性传感器电路结构图

图4 输出特性曲线
      图4显示出了具有双端差动输出特性的线性霍尔器件的输出特性曲线。当磁场为零时，它的输出电压等于零；当感受的磁场为正向（磁钢的S极对准霍尔器件的正面）时，输出为正；磁场反向时，输出为负。