码盘通过二进制编码实现角度测量的核心原理如下:
一、基本结构与编码方式
由透明圆盘和均匀分布的码道组成,码道分为内外圈。例如,6位二进制码盘最内圈为C6(1位),最外圈为C1(6位),共形成64个黑白间隔区。
二进制编码规则
- 每个码道对应二进制的一位,内圈码道位数多于外圈(如6位码盘中C6为1位,C1为6位)。
- 码盘上的黑白区域交替排列,通过检测透光与不透光区域确定二进制值(如黑区为0,白区为1)。
二、编码特点
有权码特性
编码Cn,Cn-1,…,C1按位权展开,对应从零位算起的转角。例如,6位码盘的最外圈C1码道每变化1位,转角变化为1/64圈。
同步变化要求
当某一位码道(如Ck)状态变化时,其左侧所有码道(Cj,j 三、分辨率与位数关系
最小分辨力: n位码盘的最小分辨角为θ1=360°/2^n。例如,20位码盘可达到1μm级分辨率(对应1/60000转)。 实际应用
四、工作原理
通过光源、狭缝和光电元件检测码盘透光变化,将角度转换为二进制电信号。例如,4位码盘每转一圈产生0000-1111共16种编码,对应360°/16=22.5°的角位移。