絕對(duì)式光電編碼器的編碼盤由透明及不透明區(qū)組成，這些透明及不透明區(qū)按一定編碼構(gòu)成，編碼盤上碼道的條數(shù)就是數(shù)碼的位數(shù)。圖1(a)所示為一個(gè)4位自然二進(jìn)制編碼器的編碼盤，若涂黑部分為不透明區(qū)，輸出為“1”，則空白部分為透明區(qū)，輸出為“0”，它有4條碼道，對(duì)應(yīng)每一條碼道有一個(gè)光電元件來接受透過編碼盤的光線。當(dāng)編碼盤與被測(cè)物轉(zhuǎn)軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，若采用n位編碼盤，則能分辨的角度為
圖1 絕對(duì)式光電編碼器的結(jié)構(gòu)示意圖
1-光源 2-透鏡 3-編碼盤 4-狹縫 5-光電元件
自然二進(jìn)制碼雖然簡(jiǎn)單，但存在著使用上的問題，這是由于圖案轉(zhuǎn)換點(diǎn)處位置不分明而引起的粗大誤差。例如，在由7轉(zhuǎn)換到8的位置時(shí)光束要通過編碼盤0111和1000的交界處(或稱渡越區(qū))。因?yàn)榫幋a盤的制造工藝和光電元件安裝的誤差，有可能使讀數(shù)頭的最內(nèi)圈(高位)定位位置上的光電元件比其余的超前或落后一點(diǎn)，這將導(dǎo)致可能出現(xiàn)兩種極端的讀數(shù)值，即1111和0000，從而引起讀數(shù)的粗大誤差，這種誤差是絕對(duì)不能允許的。
為了避免這種誤差，可采用格雷碼(gray code)圖案的編碼盤，表1給出了格雷碼和自然二進(jìn)制碼的比較。由此表可以看出，格雷碼具有代碼從任何值轉(zhuǎn)換到相鄰值時(shí)字節(jié)各位數(shù)中僅有一位發(fā)生狀態(tài)變化的特點(diǎn)。而自然二進(jìn)制碼則不同，代碼經(jīng)常有2-3位甚至4位數(shù)值同時(shí)變化的情況。這樣，采用格雷碼的方法即使發(fā)生前述的錯(cuò)移，由于它在進(jìn)位時(shí)相鄰界面圖案的轉(zhuǎn)換僅僅發(fā)生一個(gè)最小量化單位(最小分辨率)的改變，因而不會(huì)產(chǎn)生粗大誤差。這種編碼方法稱作單位距離性碼，是實(shí)用中常采用的方法。
表1 自然二進(jìn)制碼和格雷碼的比較
絕對(duì)式光電編碼器對(duì)應(yīng)每一條碼道有一個(gè)光電元件，當(dāng)碼道處于不同角度時(shí)，經(jīng)光電轉(zhuǎn)換的輸出就呈現(xiàn)出不同的數(shù)碼。它的優(yōu)點(diǎn)是沒有觸點(diǎn)磨損，因而允許轉(zhuǎn)速高，最外層縫隙寬度可做得更小，所以精度也很高，其缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格高，光源壽命短。國內(nèi)已有14位編碼器的定型產(chǎn)品。
絕對(duì)式光電編碼器的主要技術(shù)指標(biāo)是：
(1)分辨率 分辨率指每轉(zhuǎn)一周所能產(chǎn)生的脈沖數(shù)。由于刻線和偏心誤差的限制，碼盤的圖案不能過細(xì)，一般線寬20μm～30μm?？刹捎秒娮蛹?xì)分的方法進(jìn)一步提高分辨率，現(xiàn)已經(jīng)達(dá)到100倍細(xì)分的水平。
(2)輸出信號(hào)的電特性 表示輸出信號(hào)的形式(代碼形式，輸出波形)和信號(hào)電平以及電源要求等參數(shù)稱為輸出信號(hào)的電特性。
(3)頻率特性 頻率特性是對(duì)高速轉(zhuǎn)動(dòng)的響應(yīng)能力，取決于光電元件的響應(yīng)和負(fù)載電阻以及轉(zhuǎn)子的機(jī)械慣量。一般的響應(yīng)頻率為30khz～80khz，最高可達(dá)100khz。
(4)使用特性 使用特性包括器件的幾何尺寸和環(huán)境溫度。外形尺寸由φ30 mm～φ200 mm不等，隨分辨率提高而加大。采用光電元件溫度差動(dòng)補(bǔ)償?shù)姆椒ㄆ錅囟确秶蛇_(dá)-5℃～+50℃。