光电编码器,是一种以高精度计量光栅为检测元件,将输入的角位置信息通过关电转换转化成相应的脉冲或数字量的传感器。其具有分辨率高、测量范围广、精度高、使用可靠、易于维护、结构简单等优点,且有很高的性价比,已普遍应用于雷达、光电经纬仪、精密测角装置、机器人、回转台、伺服传动、数控机床以及高精度闭环调速系统中,是自动化系统中非常理想的角速度传感器。
国内外很多科研单位已经采用了多种措施包括提高码盘的制作工艺、多读数头读数以及电子学细分等来提高光电编码器的分辨率和精度。80年代末中科院长春光机所研制出了23位的绝对式光电编码器,测角精度达到0.51〞,分辨率为0.15 〞。成都光电所生产的光电式编码器高达25位,精度达0.71〞,分辨率为0.04〞。海德汉公司给意大利伽利略望远镜控制系统研制了27位的增量式光电编码器,细分212倍,分辨率大约为0.01〞,测角精度达到0.036〞,成为当今世界精度最高的光电编码器。
随着光电编码器在工业自动化、航空航天领域的迅速发展,环境适应性差的问题越来越突出,工业生产对光电编码器的要求也是越来越高,不过这也正好促使了光电编码器行业的发展。机械加工技术的不断提高,促进了光电编码器系统的发展,未来的光电编码器一定是高分辨率、高精度、高频率响应、小型化和智能化。其主要的发展方向有以下几个方面:
1、产品的制造要更加系列化
要选择低成本、高质量的组成元件来研制光电编码器,从而让批量生产成为一种可能,满足市场的需求,从而使光电编码器的生产制造标准化、系列化。
2、减小编码器的体积,向小型化发展
国外对新型光电编码器已经做了长期的努力,已经研制出反射式光电编码器,在保证光电编码器的精度的同时,可以把编码器做的非常小。由于国内材料学以及工业加工技术限制码盘的刻度精度,我国编码器小型化方面的研制一直都发展非常缓慢。采用新的编码器方式,新的码盘制作工艺,缩小码盘的尺寸,从而减小光电编码器的体积,这将是光电编码器一个非常重要的发展趋势。
3、能够适应恶劣的工作环境
未来的光电编码器应该既能工作在理想的环境中,还能够适应非常恶劣的工作环境。特别是在一些特殊的环境下,要求光电编码器在保证精度的同时,有良好的抗冲击能力以及能够耐高温、腐蚀和防震动的能力。国外已经研制出基于光学树脂材料的码盘,光学树脂材料在恶劣的工作环境下有很明显的优势,传统的码盘制作材料将会被相对更可靠以及结实的光学树脂码盘所代替。