數字編碼器

將機械轉動的模擬量(位移)轉換成以數字代碼形式表示的電信號，這類感測器稱為編碼器。編碼器以其高精度、高解析度和高可靠性被廣泛用於各種位移測量。

編碼器的種類很多。按其結構形式分直線式編碼器和旋轉式編碼器。由於許多直線位移是通過轉軸的運動產生的，因此旋轉式編碼器應用更為廣泛。按其檢測原理分電磁式、接觸式、光電式等。光電式編碼器具有非接觸和體積小的特點，且解析度高，它作為精密位移感測器在自動測量和自動控制技術中得到了廣泛的應用。目前我國已有23位光電式編碼器，為科學研究、軍事、航天和工業生產提供了對位移量進行精密檢測的手段。

（2）光電式編碼器

光電式編碼器主要由安裝在旋轉軸上的編碼圓盤(碼盤)、狹縫以及安裝在圓盤兩邊的光源和光敏元件等組成。基本結構如圖6—86所示。

碼盤由光學玻璃製成，其上刻有許多同心碼道，每位碼道上都有按一定規律排列的透光和不透光部分，即亮區和暗區。碼盤構造如圖6—87所示，它是一個6位二進位碼盤。當光源將光投射在碼盤上時，轉動碼盤，通過亮區的光線經狹縫后，由光敏元件所接收。光敏元件的排列與碼道一一對應，對應於亮區和暗區的光敏元件輸出的信號，前者為“1”，後者為“0”。當碼盤旋至不同位置時，光敏元件輸出信號的組合，反映出按一定規律編碼的數字量，代表了碼盤軸的角位移大小。

最內圈碼盤一半透光，一半不透光，最外圍一共分成 ＝64個黑白間隔。每一個角度方位對應於不同的編碼。例如，零位對應於000000(全黑)，第23個方位對應於010111。這樣在測量時，只要根據碼盤的起始和終止位置，就可以確定角位移，而與轉動的中間過程無關。一個n位二進位碼盤的最小解析度，能分辨的角度為 ＝360°／2n。若n＝6，則 ＝5.6°，如要達到1s左右的解析度，至少採用20位的碼盤。對於一個刻劃直徑為400mm的20位碼盤，其外圍分划間隔不到1.2um。可見碼盤的製作不是一件易事。

編碼器碼盤按其所用碼制可分為二進位碼、十進位碼、循環碼等。採用二進位編碼器時，任何微小的製作誤差，都可能造成讀數的粗誤差。主要是二進位碼當某一較高的數碼改變時，所有比它低的各位數碼需同時改變。如果由於刻劃誤差等原因，某一較高位提前或延後改變，就會造成粗誤差。