码盘式传感器2015

朔州职业技术学院毕业设计题目码盘式传感器专业矿山机电姓名武凯华学 号201214038指导教师苏东楠目录摘 要 3第一章 概述 3第二章 码盘式传感器的原理 32.1码盘的分类 42.1.1绝对式编码器 42.1.2增量式编码器 42.2编码器 52.3光电传感器 5第三章 码盘式传感器的分类 6第四章 码盘式传感器的应用 7第五章 结论 7谢 辞 8参考文献 9摘要码盘式编码器也称为绝对编码器，它将角度或直线坐标转换为数 字编码。码盘式编码器能直接输出某种码制的数码。码盘式传感 器结构简单,可靠性高,因此在空间技术，数控机械系统等方面得 到广泛的应用。关键词： 码盘式、编码器、运用原理、结构、实现作用第一章概述第二章 码盘式传感器的原理经光源 1 发出的光线，经柱面镜2 后变成一束平行光照射到码盘上 。码盘3 由光学玻璃制成，其上刻有许多同心码道。每条码道上有按 一定规律排列着的若干透光区和非透光区（或称亮区和暗区）。通 过暗亮区的光线经狭缝 4 后，形成一束很窄的光束照射在接收元件上 （光电元件），光电元件的排列与每条码道一一对应，当有光照射 时，对应亮区和暗区的光电元件的输出不同，前者为“1”后者为“0”， 这种信号的不同组合，反映出按一定规律编码的数字量，代表码盘 转角的大小。这就是码盘将轴的转角换成代码输出的工作过程。2.1 码盘的分类测量角位移的数字编码器。它具有分辨能力强、测量精度高和工作可 靠等优点，是测量轴转角位置的一种最常用的位移传感器。码盘分为 绝对式编码器 和增量编码器两种，前者能直接给出与角位置相对应的数字码； 后者利用计算系统将旋转码盘产生的脉冲增量针对某个基准数进行加减以 求得角位移。2.1.1 绝对式编码器绝对编码器光码盘上有许多道刻线，每道刻线依次以2线、4线、8线、16 线。编排，这样，在编码器的每一个位置，通过读取每道刻线的通、暗，获得一组从2的零次 方到2的n-1次方的唯一的2进制编码（格雷码），这就称为n位绝对编码器。 这样的编码器是由码盘的机械位置决定的，它不受停电、干扰的影响。绝对编码 器由机械位置决定的每个位置的唯一性，它无需记忆，无需找参考点，而且不用 一直计数，什么时候需要知道位置，什么时候就去读取它的位置。这样，编码器 的抗干扰特性、数据的可靠性大大提高了。2.1.2 增量式编码器增量式编码器是直接利用光电转换原理输出3组方波脉冲A、 B和C相；A、B两组脉冲相位差90，从而可方便的判断出旋 转方向，而C相为每转一个脉冲，用于基准点定位。它的优点是 原理构造简单，机械平均寿命可在几万小时以上，抗干扰能力强， 可靠性高，适合于长距离传输。缺点是无法输出轴转动的绝对位 置信息。2.2 编码器编码器主要分为脉冲盘式和码盘式两大类：脉冲盘式编码器（增量编码器）编码器码盘式编码器、（绝对编码器）脉冲盘式编码器不能直接输出数字编码，需要增加有关数字电路 才可能得到数字编码。而码盘式编码器能直接输出某种码制的数 码。码盘式编码器也称为绝对编码器，它将角度或直线坐标转换为数 字编码。2.3 光电式传感器光电传感器是采用光电元件作为检测元件的传感器。它首先把被测量的变化转 换成光信号的变化，然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。光电传感 器一般由光源、光学通路和光电元件三部分组成 光电传感器是各种光电检测系统中实现光电转换的关键元件，它是把光信号（红 外、可见及紫外镭射光）转变成为电信号的器件。光电传感器光电式传感器是以光电器件作为转换元件的传感器。它可用于检测直接引起光量 变化的非电量，如光强、光照度、辐射测温、气体成分分析等；也可用来检测能 转换成光量变化的其他非电量，如零件直径、表面粗糙度、应变、位移、振动、 速度、加速度，以及物体的形状、工作状态的识别等。光电式传感器具有非接触、 响应快、性能可靠等特点，因此在工业自动化装置和机器人中获得广泛应用。新 的光电器件不断涌现，特别是 CCD 图像传感器的诞生，为光电传感器的进一步应 用开创了新的一页。第三章 码盘式传感器的分类第四章 码盘式传感器的应用码盘式传感器应用及发展前景国家标准 GB7665-87 对传感器下的定义是：能感 受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元 件和转换元件组成”。传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将 检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式 的信息输出， 以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。传感器应用举例科技的发展给人们 的工作和生活带来了更多的便利，而其中的手机更是到了几乎不可缺少的地步， 随着技术进步，手机已经不再仅仅是以个通信工具，开始具备越来越多，越来越 强大的功能，人们对手机的要求 越来越高，电话，短信，多媒体等等，是基本 应用，更智能，更人性化才是用户追求的目标，在此条件下，各种传感器在手机 上的应用应运而生。第五章 结论电子应用技术是一门新兴的高新技术，目前还处于发展期， 但它必将发展成为一种新兴的知识经济，从而在新兴技术领域形 成巨大的生产力。以上介绍了传感器的基本原理和其特点，并列 举了一些在实际的应用实例。从这些实例中我们可窥见光电传感 器无限的发展应用前景。由于光电传感器自身的数字输出特性和 智能电子设备的特点，其应用对变电站自动化通信系统的影响是 全面和深远的，利用传感器的转换和数据通信功能改造电磁式互 感器，实现过程层和间隔层的点对点、多点对多点或现场总线通 信，将会成为我国变电站自动化系统改造升级的有效途径，而建 设以光电传感器和其他智能电子设备为基础的新型变电站自动 化系统，实现变电站站内各层间的无缝通信，最大限度的满足信 息共享和系统集成的要求，则是我国变电站自动化系统的发展方 向。人类社会对传感器提出的要求越来越高是其发展的强大动 力，突飞猛进现代科学技术的则为其提供了坚强的后盾，我们相 信在不懈地探索中，传感器的应用定会有新的飞跃。它对人类生活舒适、环境控制，乃至人类活动所能涉及的所 以方方面面都在发挥着作用。因为要有信息，就需要利用传感器 去采集。无怪有人说：谁把握了传感器，谁就把握着时代。学了 传感器，我发现了这个全新的领域，也发现了它超强的实用性。 我以后将继续对它予以关注学习，以期获得更大的收货！特别老 师以通俗易懂的讲课方式让我明白了很多，最后谢谢老师的教 诲！谢辞感谢学校给我完成这次毕业论文的机会，感谢我的导师苏东楠老师，他严谨 细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样；他循循善诱的教导和不拘 一格的思路给予我无尽的启迪，在论文即将完成之际，我的心情很复杂。既有论文即将完成的喜悦，又有临 近分别的伤感，无法平静。从开始进入课题到论文的顺利完成，多少可敬的师长、 同学、朋友给了我无穷的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意！最后还要谢谢我的 爸爸妈妈，养育之恩，无以回报，你们永远健康快乐是我最大的心愿。参考文献1 赵继文传感器与应用电路设计M.北京:科学出版社,2002.2 沈聿农传感器及应用技术M.北京:化学工业出版社,2001.3 郁有文传感器原理及工程应用M.西安:西安电子科技大学出版社,2001.4 严钟豪，谭祖根.非电量电测技术M.北京:机械工业出版社,2001.5 周乐挺.传感器与检测技术M.北京:机械工业出版社,2005.6 范晶彦传感器与检测技术应用M.北京:机械工业出版社,2005.7 梁 森,王侃夫，黄杭美.自动检测与转换技术（第二版）M.北京:机械工业出版社,2007.8 王俊峰，孟令启.现代传感器应用技术M.北京:机械工业出版社,2007.9 宋文绪，杨 帆.自动检测技术M.北京:高等教育出版社,2000.10 杨清梅，孙建民传感器与测试技术M.哈尔滨：哈尔滨工程大学出版 社，2005.11 孙心若传感器基本电路实验M.北京:北京师范大学出版社,2007.12 金发庆传感器技术与应用（第二版）M.北京:机械工业出版社,2006.13 高晓蓉传感器技术M.成都:西南交通大学出版社,2003.14 吴桂秀传感器应用制作入门M.杭州:浙江科学技术出版社，2003.15 徐 洁电子测量与仪器M.北京:机械工业出版社,2004.16 武昌俊.自动检测技术及应用M.北京:机械工业出版社,2005.17 成圣林，侯成晶.图解传感器技术及应用电路M.北京：中国电力出版 社，2009.18 王亚峰，何晓辉新型传感器技术及应用M.北京：中国计量出版社,2009.