摘要：编码器是一种测量对角位移的传感器，光电编码器属于众多编码器中的一类。当前，光电编码器已被广泛应 用于机电测控的各个行业，例如：旋转平台、机器人、导弹发射角度、织物记长、停床刀的定位等等。针对光电编码器的原理，就其如何实现对小车速度的测量进行分析。
1、光电编码器的分类概述
光电编码器分为增量式和绝对式两种类别。其中，增量式光电编码器具有体积小、结构简单、精度高、价格低、性能稳定、影响速度快等优点，因此，相比于绝对式光电编码器具有更为广泛的应用。在大量程角速度、大量程角位移和高分辨率的系统当中，增量式光电编码器的优势得到了更为充分的体现。这样的装置成本高、结构复杂。
2、光电编码器的工作原理分析
2.1增量式光电编码器工作原理分析
增量式光电编码器是由主码盘、光学系统、鉴向盘和光电变换器构成的，在主码盘的周边刻有相等节距的辐射状窄缝，形成分布均匀的不透明区和透明区。当工作时，鉴向盘保持静止，转轴和主码盘一同转动，这时光源发出的光就投射于鉴向盘和主码盘上，通过光敏原件的作用，将这种光信号转变成为脉冲信号，通过对脉冲信号的处理，向数控系统输出另一种脉冲信号，进而在数码管上直接显示出所测的位移量。
2.2绝对式光电编码器工作原理分析
绝对式光电编码器是将被测角度通过对编码盘上图案信息的读取，直接转化成为相应的代码检测元件。绝对式光电编码器的编码盘有接触式、光电式和电磁式三种。光电元件通过接收不同码盘位置所产生的光信号，将其转化为相应的电信号，后经过整形放大，最终形成相应的数码电信号。
3、光电编码器测量小车速度
3.1光电编码器测量小车速度的原理
光电编码器是由一个红外发射接受装置和一个码盘构成。当红外光由发射器射出，射于黑色条纹上时，将被间断地反射于接收器上，在接收器的输入端会受到通轮子转速为正比关系的光脉冲信号，进而在接收器的输出端形成具有一定频率的电信号。再利用微处理器对电脉冲进行计算，就可以得到小车的移动速度。其中小车行驶距离L的表达式为：L＝πD/n*nx公式中n为码盘上黑白条纹的个数；D为驱动轮的外径，nx为实际测量中电脉冲政府跳变的次数。小车的行驶速度V的计算表达式为V＝L/t，公式中，t表示时间。
3.2光电编码器测量小车速度的操作
本案例中采用绝对编码器是直接输出数字量的传感器，在它的圆形码盘上沿径向有若干同心码道，每条道上由透光和不透光的扇形区相问组成，相邻码道的扇区数目是双倍关系，码盘上的码道数就是它的二进制数码的位数，在码盘的一侧是光源，另一侧对应每一码道有一光敏元件；当码盘处于不同位置时，各光敏元件根据受光照与否转换出相应的电平信号，形成二进制数。这种编码器的特点是不要计数器，在转轴的任意位置都可读出一个固定的与位置相对应的数字码。显然，码道越多，分辨率就越高，对于一个具有N位二进制分辨率的编码器，其码盘必须有N条码道。
首先，选用专门用于用于控制轮式机器人的Handy-board主板和内置光敏集成电路和红外线发射管的P8557红外传感器。在驱动轮上贴32道黑白条纹的圆形码盘，驱动轮轴和码盘的圆心重合，在码盘表面的2mm处进行红外传感器的固定，从而构成反射式增量编码器；其次，执行四次LCD中断程序和一次检测程序。当心中断的程序进行调入时，将TOC4圆心的矢量中断入口地址转嫁于新终端程序。在执行程序时，先执行中断程序，后执行编码器原中断程序；最后，驱动程序采用中断的插入方式，使用中断始终TOC4执行计数。在中断程序调入之后，先进行中断程序的初始化，随即插入编码器相位的中断程序。在执行主中断程序时，先调试编码器状态，然后对编码器进行取样，将取样的编码器状态存入于寄存器当中，再将寄存器调试到上一次的编码器相位取样状态。最后，执行累加操作。对操作中的数据进行统计，将数据带人小车行驶路程L的公式当中，求出L，后根据时间，直接带人到小车行驶的速度V公式当中，进而用光电编码器对小车速度的测量。
4、结 语
光电编码器，是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。这是目前应用最多的传感器，光电编码器是由光栅盘和光电检测装置组成。由于光电码盘与电动机同轴，电动机旋转时，光栅盘与电动机同速旋转，经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号，通过计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机的转速。用光电编码器对小车的速度进行测量虽然能够实现，但是受限于传感器精度和小车自身的机械精度等因素的影响，测量结果存在一些误差。因此，在进行小车速度的测量时，为减小误差，应进行多次测量，取平均值，使得最后的结果更加趋近于正确值。
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