技術創新驅動光電編碼器升級

在工業生產的數控機床、機器人或航空航天、雷達等高精度閉環調速系統，以及伺服系統測速編碼器中都可以看到身影。光電編碼器和電磁編碼器是兩種較為常見的類型。與電磁式測量相比，光電式測量精度更高，分辨率更高，結構更緊湊。隨著智能制造的升級和各種高精度操作控制需求的出現，如何在提高光電編碼器穩定性的同時提高分辨率、減小尺寸，是許多編碼器供應商目前正在克服的難題。


提高光電編碼器精度和分辨率的最簡單方法是增加編碼通道的數量。一方面，碼盤被放大，另一方面，碼通道的寬度被減小。增加碼輪的尺寸無疑會增加編碼器的尺寸，機械和光學系統的設計難度也會增加。顯然不建議放大刻度盤。然而，減小碼通道的寬度以增加有限區域內的數量將大大增加統一描述碼通道的難度，并且分辨率和準確性將受到影響。

跳出現有技術，采用新技術理論已成為一條新的道路。一路上，升級編碼器的核心內部組件已成為當務之急，尤其是光電檢測設備，其性能的各個方面都需要改進。

利用MEMS技術，在PD芯片上形成通孔，可以放置特殊的LED，實現LED和PD芯片級的集成。還可以調整PD芯片的厚度，使LED的高度與光敏PD區域的高度相匹配。使用過孔技術的光電探測設備大大提高了分辨率。

編碼器供應商Heidenhain生產的ECA 4000和ERA 4000鋼柵/鼓柵編碼器采用了類似的技術。目前，我國許多高精度設備都使用了海德漢測量設備，如望遠鏡和高精度雷達。ECA 4000系統的精度為±3英寸至±1.5英寸，信號周期數在8195至44000之間。ERA 4000的系統精度為±5英寸至±2英寸。雖然精度似乎有所降低，但這實際上是因為該系列涵蓋了更大范圍的信號周期，可以涵蓋3000到13000、6000到44000以及12000到52000。在每個信號周期系列中，其精度處于行業最高水平。

特殊柵極的電路加工和制造

當然，海德漢絕對壟斷的原因不止一項領先技術。優秀的電路加工和專業的光柵制造能力是許多光電編碼器制造商所不具備的核心技術。說到點陣劃線生產技術，長春宇恒在中國仍然是無與倫比的。線均勻性、線準直和點陣精度在中端市場得到廣泛認可。

這是宇恒的JZN-1系列編碼器，這個系列的絕對位數可以是23-29位。同時，即使在高分辨率下，精度也非常高，在20°C時誤差僅為±0.5”。這個參數被夸大了。十年前，余恒只能達到8-25位，但現在他最多可以達到29位。這里有很多贊揚，這應該歸功于核心電路處理和柵極劃線制造技術。

FOP安裝

微型光纖板（FOP）是一組微型光纖和一個透鏡，可以高效、低失真地傳輸光和圖像。FOP與感光區的耦合探測器可以縮短空間中的自由光路，幫助提高編碼器的分辨率，減少串擾，這是濱松獨有的專利技術。嚴格來說，濱松不生產編碼器，而是編碼器配件的上游供應商。但它推出的主要光電產品極大地促進了編碼器制造商的發展。

濱松6像素陣列硅PIN光電二極管編碼器是一個模塊，采用FOP耦合技術。一個模塊化、表面貼裝的6像素Si-PIN光電二極管陣列，六個像素中的每一個都是隔離的，這種布置非常適合編碼器。使用FOP和Si光電二極管的組合，透鏡可以聚焦到比正常光敏表面更高的FOP厚度，從而更容易在靠近光敏表面的位置安裝托架或其他組件。此外，可以通過使用低NA FOP來調節光敏方向性。

總結

還有許多技術推動了光電編碼器的發展。例如，許多制造商已經開始實現局部放電和外圍電路的集成設計，并設計特殊的降噪電路結構，以使設備更易于使用和發揮更好的性能。性能良好，或改善芯片的晶體結構，以實現限流LED的更高可靠性，或重新設計發光直徑等。核心技術和核心工藝的不斷創新推動了光電編碼器行業的不斷發展。