絕對(duì)式圓光柵（Absolute Circular Encoder）是一種用于測(cè)量旋轉(zhuǎn)角度的高精度傳感器。它通常應(yīng)用于需要精確定位和角度測(cè)量的應(yīng)用場(chǎng)景中，例如工業(yè)自動(dòng)化、機(jī)器人技術(shù)、精密機(jī)床、航空航天設(shè)備以及科學(xué)研究等領(lǐng)域。
工作原理
絕對(duì)式圓光柵的工作原理基于莫爾條紋或光柵尺技術(shù)。它由一個(gè)固定光柵盤(pán)和一個(gè)旋轉(zhuǎn)光柵盤(pán)組成。固定光柵盤(pán)上刻有精確間隔的光柵線（即光柵尺），而旋轉(zhuǎn)光柵盤(pán)則與被測(cè)物體同軸安裝，并且在旋轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)相對(duì)于固定光柵盤(pán)移動(dòng)。當(dāng)光源通過(guò)兩個(gè)光柵盤(pán)時(shí)，由于光的衍射效應(yīng)，會(huì)產(chǎn)生一系列明暗相間的干涉條紋——莫爾條紋。這些條紋的數(shù)目和位置能夠被光電元件檢測(cè)到，并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出。通過(guò)解碼這些信號(hào)，可以計(jì)算出旋轉(zhuǎn)盤(pán)的角度位置。
絕對(duì)式編碼器與增量式編碼器不同的是，它能夠在斷電重啟后直接提供當(dāng)前位置信息，而不需要從參考點(diǎn)開(kāi)始重新計(jì)數(shù)。這使得絕對(duì)式編碼器特別適用于需要高可靠性和快速定位的應(yīng)用。
構(gòu)造
絕對(duì)式圓光柵主要包括以下幾個(gè)部分：
光源：通常使用LED或者激光二極管作為光源。
光柵尺：由固定光柵和旋轉(zhuǎn)光柵組成，光柵尺上的線條間距決定了測(cè)量的分辨率。
光電檢測(cè)器：用于接收透過(guò)光柵后的光線，并將其轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。
解碼電路：處理光電檢測(cè)器輸出的電信號(hào)，以獲得角度位置信息。
接口電路：負(fù)責(zé)與外部控制系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。
特點(diǎn)
絕對(duì)式圓光柵具有以下顯著特點(diǎn)：
高精度：能提供亞微米級(jí)別的角位置測(cè)量精度。
可靠性：不受電源中斷影響，重啟后無(wú)需重新校準(zhǔn)。
抗干擾能力強(qiáng)：由于采用光學(xué)原理，對(duì)電磁干擾具有較強(qiáng)的抵抗能力。
使用壽命長(zhǎng)：非接觸式的測(cè)量方式減少了機(jī)械磨損，延長(zhǎng)了使用壽命。
應(yīng)用領(lǐng)域
絕對(duì)式圓光柵因其高精度、高可靠性等特點(diǎn)，在多個(gè)領(lǐng)域內(nèi)有著廣泛的應(yīng)用：
工業(yè)自動(dòng)化：如數(shù)控機(jī)床、裝配線、包裝機(jī)械等。
機(jī)器人技術(shù)：在關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)控制、末端執(zhí)行器定位等方面發(fā)揮重要作用。
科學(xué)研究：特別是在需要精密測(cè)量和控制的實(shí)驗(yàn)裝置中。
醫(yī)療設(shè)備：例如影像引導(dǎo)手術(shù)系統(tǒng)、放療定位系統(tǒng)等。
總之，絕對(duì)式圓光柵作為一種先進(jìn)的角度測(cè)量工具，在需要高精度、高可靠性的場(chǎng)合展現(xiàn)出了其優(yōu)勢(shì)。隨著技術(shù)的進(jìn)步和市場(chǎng)需求的增長(zhǎng)，未來(lái)它將在更多領(lǐng)域得到更廣泛的應(yīng)用。
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2025-07-14
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