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有關旋轉變壓器與編碼器的問題，介紹了旋轉變壓器的特點，編碼器的分類：絕對式編碼器、增量式編碼器，以及編碼器的原理，全息光柵的特點等，感興趣的朋友參考下。

旋轉變壓器與編碼器的問題

簡稱旋變是一種輸出電壓隨轉子轉角變化的信號元件。

當勵磁繞組以一定頻率的交流電壓勵磁時，輸出繞組的電壓幅值與轉子轉角成正余弦函數關系，或保持某一比例關系，或在一定轉角范圍內與轉角成線性關系。

旋轉變壓器，是一種輸出電壓與轉子轉角保持一定函數關系的感應式微電機。它是一種將角位移轉換為電信號的位移傳感器，也是能進行坐標換算和函數運算的解算元件。

旋轉變壓器結構與自整角電機相似，工作原理也與一般變壓器基本相同。旋轉變壓器在同步隨動系統及數字隨動系統中可用于傳遞轉角或電信號；在解算裝置中可作為函數的解算之用，故又稱為解算器。

旋轉變壓器廣泛應用在民用和軍事工程的伺服系統中作為測角元件、坐標變換元件和解算裝置。

 一、旋轉變壓器的特點

1、對電磁干擾敏感以及解碼復雜等缺點2能在一些比較惡劣的環境條件下工作。

2、在環境惡劣的鋼鐵行業、水利水電行業，旋轉變壓器因為其防護等級高同樣獲得了廣泛的應用。

3、光電編碼器，它精度高，抗干擾能力強，接口簡單使用方便

二、編碼器

1、編碼器

編碼器是把角位移或直線位移轉換成電信號的一種裝置。前者成為碼盤，后者稱碼尺．按照讀出方式編碼器可以分為接觸式和非接觸式兩種．接觸式采用電刷輸出，一電刷接觸導電區或絕緣區來表示代碼的狀態是“１”還是“０”；非接觸式的接受敏感元件是光敏元件或磁敏元件，采用光敏元件時以透光區和不透光區來表示代碼的狀態是“１”還是“０”。

按照工作原理編碼器可分為增量式和絕對式兩類。增量式編碼器是將位移轉換成周期性的電信號，再把這個電信號轉變成計數脈沖，用脈沖的個數表示位移的大小。

絕對式編碼器的每一個位置對應一個確碼區。1當編碼器不動或停電時，依靠計數設備的內部記憶來記住位置。2從代碼數大小的變化可以判別真反方向和位移所處位置。3測量范圍是0----360.4視頻編碼器廣泛應用于行走機械、數控機床、電梯、伺服電機、流量計、紡織機械、冶金機械、注塑機械、印刷包裝機械、自動化儀器儀表等各種工業自動化測控領域。

絕對型旋轉光電編碼器，因其每一個位置絕對唯一、抗干擾、無需掉電記憶，已經越來越廣泛地應用于各種工業系統中的角度、長度測量和定位控制。

2、從增量式編碼器到絕對式編碼器

旋轉增量式編碼器以轉動時輸出脈沖，通過計數設備來知道其位置，當編碼器不動或停電時，依靠計數設備的內部記憶來記住位置。這樣，當停電后，編碼器不能有任何的移動，當來電工作時，編碼器輸出脈沖過程中，也不能有干擾而丟失脈沖，不然，計數設備記憶的零點就會偏移，而且這種偏移的量是無從知道的，只有錯誤的生產結果出現后才能知道。

解決的方法是增加參考點，編碼器每經過參考點，將參考位置修正進計數設備的記憶位置。(電工天下 www.dgjs123.com)在參考點以前，是不能保證位置的準確性的。為此，在工控中就有每次操作先找參考點，開機找零等方法。

比如，打印機掃描儀的定位就是用的增量式編碼器原理，每次開機，我們都能聽到噼哩啪啦的一陣響，它在找參考零點，然后才工作。

這樣的方法對有些工控項目比較麻煩，甚至不允許開機找零(開機后就要知道準確位置)，于是就有了絕對編碼器的出現。

絕對型旋轉光電編碼器，因其每一個位置絕對唯一、抗干擾、無需掉電記憶，已經越來越廣泛地應用于各種工業系統中的角度、長度測量和定位控制。

絕對編碼器光碼盤上有許多道刻線，每道刻線依次以2線、4線、8線、16線。編排，這樣，在編碼器的每一個位置，通過讀取每道刻線的通、暗，獲得一組從2的零次方到2的n-1次方的唯一的2進制編碼(格雷碼)，這就稱為n位絕對編碼器。這樣的編碼器是由碼盤的機械位置決定的，它不受停電、干擾的影響。

絕對編碼器由機械位置決定的每個位置的唯一性，它無需記憶，無需找參考點，而且不用一直計數，什么時候需要知道位置，什么時候就去讀取它的位置。這樣，編碼器的抗干擾特性、數據的可靠性大大提高了。

由于絕對編碼器在定位方面明顯地優于增量式編碼器，已經越來越多地應用于工控定位中。絕對型編碼器因其高精度，輸出位數較多，如仍用并行輸出，其每一位輸出信號必須確保連接很好，對于較復雜工況還要隔離，連接電纜芯數多，由此帶來諸多不便和降低可靠性，因此，絕對編碼器在多位數輸出型，一般均選用串行輸出或總線型輸出，德國生產的絕對型編碼器串行輸出最常用的是SSI(同步串行輸出)。

3、編碼器工作原理：

由一個中心有軸的光電碼盤，其上有環形通、暗的刻線，有光電發射和接收器件讀取，獲得四組正弦波信號組合成A、B、C、D，每個正弦波相差90度相位差(相對于一個周波為360度)，將C、D信號反向，疊加A、B兩相上，可增強穩定信號；另每轉輸出一個Z相脈沖以代表零位參考位。由于A、B兩相相差90度，可通過比較A相在前還是B相在前，以判別編碼器的正轉與反轉，通過零位脈沖，可獲得編碼器的零位參考位。信號連接—編碼器的脈沖信號一般連接計數器、PLC、計算機，PLC和計算機連接的模塊有低速模塊與高速模塊之分，開關頻率有低有高。

4、光柵

光柵尺是通過摩爾條紋原理，通過光電轉換，以數字方式表示線性位移量的高精度位移傳感器. GBC系列光柵尺是由讀數頭、主尺和接口組成。玻璃光柵上均勻地刻有透光和小透光的線條，柵線為50線對/mm，其光柵柵距為0.02mm，采用四細分后便可得到分辯率為5μm的計數脈沖。

一般情況下，線條數按所測精度刻制，為了判別出運動方向，線條被刻成相位上相差90°的兩路。當讀數頭運動時，接口電路的光電接收器分別產生A相和B相兩路相位相差90°的脈沖波.輸出信號再經過數顯系統細分處理，分辨率是光柵周期除以信號細分數，經過電子信號細分處理分辨率可為5um或1um。

圓點光柵，就是由若干個圓點整齊排列組成的特殊光柵。每一個圓點都是一個微型的放大鏡。跟常用的柱鏡光柵不同，柱鏡光柵是豎條紋。圓點光柵是一個個分離的獨立的圓點。主體層一般只有單一的一層，也就是只有一個平面，沒有立體細節，上下靠圓點底紋來襯托主體層的縱深效果。

立體表現形式比較單一。

5、全息光柵的特點

1)、無鬼線，雜散光極小。

2)、衍射效率較低，全息光柵的槽形通常為近似正弦波形，這種槽形不具備閃耀條件，沒有明顯的閃耀特性。據稱，采用“離子蝕刻”技術的全息光柵，使光柵衍射效率得到較大提高。

3)、分辨率高

由于全息技術使光柵刻線總數大幅度增加，因此色散率、分辨率也大幅度得到提高。

光柵也稱衍射光柵。是利用多縫衍射原理使光發生色散(分解為光譜)的光學元件。它是一塊刻有大量平行等寬、等距狹縫(刻線)的平面玻璃或金屬片。光柵的狹縫數量很大，一般每毫米幾十至幾千條。單色平行光通過光柵每個縫的衍射和各縫間的干涉，形成暗條紋很寬、明條紋很細的圖樣，這些銳細而明亮的條紋稱作譜線。譜線的位置隨波長而異，當復色光通過光柵后，不同波長的譜線在不同的位置出現而形成光譜．光通過光柵形成光譜是單縫衍射和多縫干涉的共同結果。

《表面有分布均勻的柱鏡，通過折射讓人兩眼同時看到兩幅不同角度的畫面，從而形成立體感還有種是狹縫光柵，是通過小孔成像的原理讓人兩眼同時看到兩幅不同角度畫面的 》

磁柵(磁性標尺、拾磁磁頭和位置檢測)

利用磁柵與磁頭的磁作用進行測量的位移傳感器，成本較低且便于安裝和使用。當需要時，可將原來的磁信號(磁柵)抹去，重新錄制。還可以安裝在機床上后再錄制磁信號，可以消除安裝誤差和機床本身的幾何誤差。

磁柵的重要特點有兩個：一個是磁柵尺與磁頭處于接觸式的工作狀態。磁柵的工作原理是磁電轉換，考慮到空氣的磁阻很大，為保證磁頭有穩定的輸出信號幅度，所以磁柵尺與磁頭之間不允許存在較大和可變的間隙，最好是接觸式的。

因此，帶型磁柵在工作時磁頭是壓入于磁帶上的，這樣即時帶面有些不平整，磁頭與磁帶也能良好的接觸。線型磁柵的磁柵尺和磁頭之間約有0.01mm的間隙，由于裝配和調整不可能達到理想狀態，故實際上線型磁柵也處于準接觸式的工作狀態。

磁柵尺是磁柵數顯系統的基準元件。顯然，波長就是磁柵尺的長度計量單位。任一被測長度都可用與其對應的若干磁柵波長之和來表示。利用與錄音技術相似的方法，通過錄磁頭在磁性尺(或盤)上錄制出間隔嚴格相等的磁波這一過程稱為錄磁。已錄制好磁波的磁性尺稱為磁柵尺。磁柵尺上相鄰柵波的間隔距離稱為磁柵的波長，又稱為磁柵的節距(柵距)。