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　　光電編碼器的工作原理，基于一個(gè)簡單的光學(xué)現(xiàn)象。它內(nèi)部有一個(gè)碼盤，碼盤上刻著許多透光和不透光的條紋。當(dāng)碼盤隨轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，一束光會(huì)穿過碼盤，照射到對(duì)面的光敏元件上。碼盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，透光條紋和遮光條紋交替經(jīng)過光束，光敏元件就收到明暗交替的光信號(hào)。這些明暗變化，被電路轉(zhuǎn)換成一個(gè)個(gè)電脈沖。每轉(zhuǎn)一個(gè)固定角度，就產(chǎn)生一個(gè)脈沖，脈沖的數(shù)量和頻率，就對(duì)應(yīng)了轉(zhuǎn)動(dòng)的角度和速度。
 

　　那么，光電編碼器具體能做什么？它的作用可以分成三類。一類是測量角度。比如在數(shù)控機(jī)床的旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)上，編碼器實(shí)時(shí)報(bào)告當(dāng)前工作臺(tái)轉(zhuǎn)到了多少度，控制系統(tǒng)據(jù)此調(diào)整刀具位置，保證加工精度。第二類是測量速度。在電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，編碼器持續(xù)輸出脈沖，控制器通過計(jì)算單位時(shí)間內(nèi)的脈沖數(shù)，得知電機(jī)轉(zhuǎn)速，并自動(dòng)調(diào)節(jié)電壓或電流，讓轉(zhuǎn)速保持穩(wěn)定。第三類是定位與回零。在打印機(jī)或機(jī)械臂中，編碼器能記住轉(zhuǎn)軸的相對(duì)位置，即使斷電后重新啟動(dòng)，也能立刻知道機(jī)械部件處于哪個(gè)位置，無需重新校準(zhǔn)。
 

　　除了上述直接測量，光電編碼器還有一個(gè)間接作用：它讓閉環(huán)控制成為可能。所謂閉環(huán)控制，就是系統(tǒng)不斷讀取編碼器的反饋信號(hào)，與目標(biāo)值對(duì)比，再修正輸出。沒有這個(gè)反饋環(huán)節(jié)，很多自動(dòng)化設(shè)備只能“開環(huán)”運(yùn)行，精度和可靠性都會(huì)下降。例如，在伺服電機(jī)控制中，編碼器提供的實(shí)時(shí)位置數(shù)據(jù)，讓驅(qū)動(dòng)器能較為準(zhǔn)確控制電機(jī)的啟停和加減速，從而完成復(fù)雜的軌跡運(yùn)動(dòng)。
 

　　在實(shí)際應(yīng)用中，光電編碼器還分增量式和相對(duì)式兩種。增量式編碼器只輸出相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的脈沖，斷電后位置信息丟失，需要重新找零。相對(duì)式編碼器則通過碼盤上的特殊編碼，直接輸出一個(gè)代表相對(duì)位置的數(shù)字，斷電后位置信息不丟失。選擇哪種類型，取決于設(shè)備是否需要斷電記憶功能。
 

　　光電編碼器的作用，就是把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為可計(jì)算的數(shù)字信號(hào)，從工廠里的自動(dòng)化產(chǎn)線，到實(shí)驗(yàn)室里的精密轉(zhuǎn)臺(tái)，再到家用打印機(jī)，它都在默默提供位置和速度信息。沒有它，很多設(shè)備會(huì)失去“感知”能力，無法完成較為準(zhǔn)確動(dòng)作。理解了這個(gè)部件，也就理解了現(xiàn)代自動(dòng)化設(shè)備如何實(shí)現(xiàn)較為準(zhǔn)確控制。