光電編碼器的工作原理是什么？

核心組成部件

1. 光源：通常為紅外發光二極管（LED），提供穩定的平行光束。

2. 碼盤：與運動部件（如電機軸）同步轉動的透明圓盤，表面刻有規律排列的明暗條紋（透光區與不透光區），條紋的密度決定了編碼器的精度（如每圈 1024 條條紋）。

3. 光柵（遮光盤）：固定不動的薄片，與碼盤條紋圖案匹配，用于過濾雜光并確保光線僅通過特定區域。

4. 光敏元件：如光電二極管或光電三極管，接收透過碼盤和光柵的光線，將光信號轉化為電脈沖信號。

具體工作流程

1. 光線發射：光源發出的光線垂直照射到碼盤上。

2. 碼盤轉動與光線調制：
   當碼盤隨機械軸轉動時，其表面的明暗條紋會交替遮擋或透射光線 ——

• 當碼盤的透光區與光柵的透光區對齊時，光線可穿過并到達光敏元件；

• 當碼盤的不透光區與光柵的透光區對齊時，光線被遮擋，無法到達光敏元件。

3. 光信號轉電信號：
   光敏元件根據接收的光線強度變化（有無光線），輸出對應的電信號（高電平 / 低電平）。碼盤每轉動一個條紋間距，光敏元件就會輸出一個脈沖信號。

4. 信號處理：
   電脈沖信號經放大、整形后，傳輸給控制系統（如 PLC、單片機），系統通過計數脈沖數量計算位移量（如旋轉角度 = 脈沖數 × 單條紋對應角度），通過脈沖頻率計算速度（如轉速 = 脈沖頻率 / 每圈條紋數）。