Как работает абсолютный энкодер. Чем отличается от инкрементального. Где применяются абсолютные энкодеры. Какие преимущества дает использование абсолютных энкодеров.
Что такое абсолютный энкодер и как он работает
Абсолютный энкодер — это электромеханическое устройство, предназначенное для определения угла поворота вала. В отличие от инкрементального энкодера, абсолютный энкодер выдает уникальный код для каждого положения вала.
Принцип работы абсолютного энкодера основан на использовании кодового диска с несколькими концентрическими дорожками. Каждая дорожка формирует уникальный двоичный код для конкретной позиции вала. Считывающее устройство определяет положение вала, анализируя комбинацию сигналов со всех дорожек.
Преимущества абсолютных энкодеров перед инкрементальными
Каковы основные преимущества абсолютных энкодеров по сравнению с инкрементальными? Рассмотрим ключевые отличия:
- Не требуют начальной калибровки при включении
- Сохраняют информацию о положении даже при отключении питания
- Выдают абсолютное значение угла поворота, а не относительное
- Менее чувствительны к помехам и вибрациям
- Не накапливают ошибку при длительной работе
Благодаря этим преимуществам, абсолютные энкодеры обеспечивают более надежное и точное определение положения в промышленных системах.
Сферы применения абсолютных энкодеров
Где используются абсолютные энкодеры? Основные области применения включают:
- Станки с ЧПУ
- Промышленные роботы
- Лифтовое оборудование
- Упаковочные машины
- Печатное оборудование
- Системы позиционирования антенн
- Медицинское оборудование
Абсолютные энкодеры незаменимы в системах, где требуется точное определение положения без потери данных при отключении питания.
Типы кодировки в абсолютных энкодерах
Какие типы кодировки используются в абсолютных энкодерах? Наиболее распространены два варианта:
Двоичный код
Простой для обработки, но имеет недостаток — при переходе между соседними позициями может меняться несколько бит одновременно, что может привести к ошибкам считывания.Код Грея
При переходе между соседними позициями меняется только один бит. Это обеспечивает более надежное считывание, особенно на высоких скоростях вращения.
Выбор типа кодировки зависит от конкретного применения и требований к надежности считывания данных.
Однооборотные и многооборотные абсолютные энкодеры
По принципу работы абсолютные энкодеры делятся на два основных типа:
Однооборотные энкодеры
Выдают информацию о положении вала в пределах одного оборота (0-360°). Подходят для задач, где не требуется отслеживать полные обороты.
Многооборотные энкодеры
Позволяют определять не только угол поворота, но и количество полных оборотов. Содержат встроенный редуктор или электронный счетчик оборотов.
Многооборотные энкодеры применяются в системах с большим диапазоном перемещений, например, в подъемных механизмах.
Интерфейсы передачи данных абсолютных энкодеров
Какие интерфейсы используются в абсолютных энкодерах для передачи данных? Наиболее распространены следующие варианты:
- Параллельный интерфейс
- SSI (Synchronous Serial Interface)
- Profibus
- CANopen
- EtherCAT
Выбор интерфейса зависит от требований к скорости передачи данных и совместимости с используемым оборудованием.
Как выбрать абсолютный энкодер
На что следует обратить внимание при выборе абсолютного энкодера для конкретной задачи?
- Разрешение (количество уникальных позиций на оборот)
- Тип выходного сигнала и интерфейс
- Однооборотный или многооборотный
- Механическое исполнение (полый или сплошной вал)
- Степень защиты от внешних воздействий
- Рабочий диапазон температур
Правильный выбор энкодера обеспечит надежную и точную работу системы позиционирования.
Заключение
Абсолютные энкодеры являются важным компонентом современных систем автоматизации и управления движением. Они обеспечивают точное определение положения без необходимости начальной калибровки и сохраняют информацию даже при отключении питания. Правильный выбор типа энкодера и его характеристик позволяет создавать надежные и эффективные системы управления в различных отраслях промышленности.
Абсолютные энкодеры подбор по характеристикам
Абсолютный энкодер решает задачи позиционирования, регулирования и синхронизации вращающихся частей устройства. Способность абсолютных энкодеров показывать информацию об угле поворота вала в любой момент времени сделало их важным звеном в управлении скоростью и положением механизмов.
Выбрать и купить абсолютный энкодер вы можете в интернет-магазине …
Принцип работы абсолютных энкодеров
В общем виде абсолютный энкодер представляет собой механизм, состоящий из:
- вала;
- элемента, кодирующего положение вала;
- считывающего устройства.
Благодаря кодирующему устройству абсолютный энкодер может показывать информацию о положении вала части механизма как во время вращения, так и в состоянии покоя. Каждому положению вала энкодера соответствует строго определенный оптический или магнитный код, преобразуемый в сигнал.
По принципу действия абсолютные энкодеры бывают магнитные и оптические.
- Оптические энкодеры используют свет, кодовый оптический диск и оптоэлектронную матрицу.
- Магнитные энкодеры используют датчики Холла и вращающееся магнитное поле.
Абсолютные энкодеры делятся на однооборотные и многооборотные. Однооборотные энкодеры выдают информацию о положении вала в пределах одного оборота. Многооборотные абсолютные энкодеры выдают информацию о положении в пределах одного оборота и о количестве совершенных оборотов.
Различия между инкрементальными и абсолютными энкодерами
Инкрементальный энкодер генерирует последовательный импульсный сигнал. В случае остановки механизма останавливается передача импульсов. Для определения скорости или положения вала необходимо считать импульсы от старта. Если необходимо определять положение по инкрементальному энкодеру, то при включении каждый раз необходимо калиброваться.
Абсолютный энкодер выдает информацию о своем угловом положении в любой момент времени. Для измерения скорости вращения и определения позиции не нужен счетчик, и при включении питания нет необходимости каждый раз калиброваться. Кроме того, абсолютный энкодер устойчив к помехам, которые могут возникнуть при вибрации или в результате внешних механических воздействий.
Применение абсолютных энкодеров
Абсолютные энкодеры находят применение в различных сферах:
- Машиностроение:
- регулирования положения кранов;
- регулирование и контроль угла поворота манипуляторов;
- контроль положения стола в обрабатывающих центрах;
- позиционирование челночных транспортеров;
- контроль положения штабелеров и экстракторов в системах хранения;
- регулирование положения парковочных столов в автоматизированных парковках.
- Альтернативная энергетика:
- регулирование угла поворота солнечных батарей;
- позиционирование ветряных турбин.
- Металлургическая промышленность:
- определение позиции сварных швов;
- регулирование положения печей.
- Печатное дело:
- cинхронизация вальцов печатного станка.
Выбрать и купить абсолютный энкодер вы можете в интернет-магазине РусАвтоматизация …
Принцип работы абсолютного энкодера – rentamatic
Абсолютный энкодер относится к типу энкодеров, который выполняет уникальный код для каждой позиции вала. В отличие от инкрементного энкодера, счетчик импульсов не нужен, т.к. угол поворота всегда известен. Абсолютный энкодер формирует сигнал как во время вращения, так и в режиме покоя. Диск абсолютного энкодера отличается от диска пошагового энкодера, так как имеет несколько концентрических дорожек. Каждой дорожкой формируется уникальный двоичный код для конкретной позиции вала.
Кодовый диск абсолютного энкодера
Абсолютный энкодер не теряет своего значения при потере питания и не требует возвращения в начальную позицию. Сигнал абсолютного энкодера не подвержен помехам и для него не требуется точная установка вала. Кроме того, даже если кодированный сигнал не может быть прочитан энкодером, если, например, вал вращается слишком быстро, правильный угол вращения будет зарегистрирован, когда скорость вращения уменьшится. Абсолютный энкодер устойчив к вибрациям.
Двоичный код
Двоичный код – это широкораспространенный код, который может обрабатываться непосредственно микропроцессором и является основным кодом для обработки цифровых сигналов. Двоичный код состоит только из 0 и 1.
Построение ДК осуществляется по следующему принципу:
1x23 + 0x22 + 1x21 + 0x20
Таким образом выглядит в данном случае число 10 в двоичном коде.
Наибольшее число, которое может быть выражено двоичным кодом, зависит от количества используемых разрядов, т.е. от количества битов в комбинации, выражающей число. Например, для выражения числовых значений от 0 до 7 достаточно иметь 3-разрядный или 3-битовый код:
|
Отсюда видно, что для числа больше 7 при 3-разрядном коде уже нет кодовых комбинаций из 0 и 1.
Двоичный код является многошаговым кодом. Это означает, что при переходе с одного положения (значения) в другое могут изменяться несколько бит одновременно. Например, число 3 в двоичном коде = 011. Число же 4 в двоичном коде = 100. Соответственно, при переходе от 3 к 4 меняют свое состояние на противоположное все 3 бита одновременно. Считывание такого кода с кодового диска привело бы к тому, что из-за неизбежных отклонений (толеранцев) при производстве кодового диска изменение информации от каждой из дорожек в отдельности никогда не произойдет одновременно. Это, в свою очередь, привело бы к тому, что при переходе от одного числа к другому кратковременно будет выдана неверная информация. Так при вышеупомянутом переходе от числа 3 к числу 4 очень вероятна кратковременная выдача числа 7, когда, например, старший бит во время перехода поменял свое значение немного раньше чем остальные. Таким образом, использование обычного двоичного кода может привести к большим погрешностям, так как две соседние кодовые комбинации могут отличаться друг от друга не в одном, а в нескольких разрядах. Чтобы избежать этого применяется так называемый одношаговый код, например, так называемый Грей-код.
Код Грея
Код Грея предпочтительнее обычного двоичного тем, что обладает свойством непрерывности бинарной комбинации: изменение кодируемого числа на единицу соответствует изменению кодовой комбинации только в одном разряде. Он строится на базе двоичного по следующему правилу: старший разряд остается без изменения; каждый последующий разряд инвертируется, если предыдущий разряд исходного двоичного кода равен единице. Этот алгоритм построения может быть формально представлен как результат сложения по модулю два исходной комбинации двоичного кода с такой же комбинацией, но сдвинутой на один разряд вправо. При этом крайний правый разряд сдвинутой комбинации отбрасывается.
Таким образом, Грей-код является так называемым одношаговым кодом, т.к. при переходе от одного числа к другому всегда меняется лишь какой-то один бит. Погрешность при считывании информации с механического кодового диска при переходе от одного числа к другому приведет лишь к тому, что переход от одного положения к другом будет лишь несколько смещен по времени, однако выдача совершенно неверного значения углового положения при переходе от одного положения к другому полностью исключается.
Преимуществом Грей-кода является также его способность зеркального отображения информации. Так, инвертируя старший бит можно простым образом менять направление счета и, таким образом, подбирать к фактическому (физическому) направлению вращения оси. Изменение направления счета может легко изменяться, управляя так называемым входом ” Complement “. Выдаваемое значение может быть возврастающим или спадающим при одном и том же физическом направлении вращения оси.
Поскольку информация, выраженная в Грей-коде, имеет чисто кодированный характер не несущей реальной числовой информации, должен он перед дальнейшей обработкой сперва преобразован в стандартный бинарный код. Осуществляется это при помощи преобразователя кода (декодера Грей-Бинар), который к счастью легко реализируется с помощью цепи из логических элементов «исключающее или» ( XOR ) как программным, так и аппаратным способом (см. схему ниже).
Из таблицы видно, что при переходе от одного числа к другому (соседнему) лишь один бит информации меняет свое состояние, если число представлено кодом Грея, в то время, как в двоичном коде могут поменять свое состояние несколько бит одновременно. Код Грея – выход, следовательно, он никогда не имеет ошибку чтения и применяется во многих абсолютных энкодерах.
| Десятичный код | Двоичный код | Код Грея |
23 22 21 20 | ||
0 | 0 0 0 0 | 0 0 0 0 |
| 1 | 0 0 0 1 | 0 0 0 1 |
| 2 | 0 0 1 0 | 0 0 1 1 |
| 3 | 0 0 1 1 | 0 0 1 0 |
4 | 0 1 0 0 | 0 1 1 0 |
| 5 | 0 1 0 1 | 0 1 1 1 |
| 6 | 0 1 1 0 | 0 1 0 1 |
| 7 | 0 1 1 1 | 0 1 0 0 |
8 | 1 1 0 0 | 1 1 0 0 |
| 9 | 1 1 0 0 | 1 1 0 1 |
| 10 | 1 1 0 1 | 1 1 1 1 |
| 11 | 1 0 1 0 | 1 1 1 0 |
12 | 1 1 0 0 | 1 0 1 0 |
| 13 | 1 1 0 1 | 1 0 1 1 |
| 14 | 1 1 1 0 | 1 0 0 1 |
| 15 | 1 1 1 1 | 1 0 0 0 |
Биты меняющие свое состояние, при переходе от одного числа к другому, обозначены красным цветом.
Используйте такую схему для преобразования Кода Грея в двоичный код.
Примечание:
*Код Грея может логически преобразовываться в двоичный код когда терминал Vin подключается к 0 V.
**Инвертор
***Исключающее или
Gray-Excess-Code
Обычный одношаговый Грей-код подходит для разрешений, которые могут быть представлены в виде числа возведенного в степень 2. В случаях, где надо реализовать другие разрешения из обычного Грей-кода, вырезается и используется средний его участок. Таким образом, сохраняется «одношаговость» кода. Однако числовой диапазон начинается не с нуля, а смещяется на определенное значение. При обработке информации от генерируемого сигнала отнимается половина разницы между первоначальным и редуцированным разрешением. Такие разрешения как, например, 360° для выражения угла часто реализируются этим методом. Так 9-ти битный Грей-код равный 512 шагов, урезанный с обеих сторон на 76 шагов будет равен 360°.
принцип действия и сфера применения
Для начала определим, что такое энкодер, каковы принципы его работы и сферы применения. Энкодер представляет собой электромеханическое устройство, которое определяет положение вращающейся оси. Также с помощью энкодера можно измерить расстояние или установить перемещение инструмента. Принцип работы энкодера основан на преобразовании электрических сигналов, которые и определяют положение объекта, показывают информацию о направлении вращения, угле поворота вала, его положении.
Энкодеры широко применяются в сфере печатной и металлообрабатывающей промышленности, в производстве автоматов для фасовки, розлива и упаковки, в испытательных стендах и лифтовых технологиях, роботах и других машинах, устройство которых требует точной регистрации показателей движущихся частей.
Энкодеры бывают двух видов – абсолютные и инкрементальные. В этой статье мы поговорим об абсолютных энкодерах.
Что отличает абсолютные энкодеры от инкрементальных? Рабочие характеристики абсолютного энкодера – это количество уникальных кодов на оборот и количество самих оборотов. При этом нет необходимости в первичной установке и инициализации датчика. Благодаря этому энкодер не может потерять свою позицию, даже если прекратилось энергоснабжение.
Абсолютный энкодер выполняет уникальный код для каждой позиции вала. Счетчик импульсов в случае абсолютного энкодера не требуется, потому что угол поворота всегда известен. Абсолютный энкодер может формировать сигнал и вовремя покоя, и во время вращения. На диске абсолютного энкодера расположено несколько концентрических дорожек, каждой из которых выдается оригинальный цифровой код для отдельной позиции вала.
Благодаря тому, что значение абсолютного датчика не теряется при отсутствии питания и не возвращается в начальную позицию, они чрезвычайно удобны в использовании. Сигнал абсолютного энкодера не подвергается помехам, а также для него нет нужды в точной установке вала. Но даже если вдруг сигнал не прочитывается энкодером или вал вращается очень быстро, правильный угол вращения будет зарегистрирован датчиком, когда снизится скорость вращения вала. Кроме того, абсолютный энкодер устойчив к вибрациям.
Наша компания осуществляет поставки энкодеров немецкого производителя POSITEK в Россию. В каталоге нашего сайта в соответствующем разделе вы можете найти техническую информацию о такой продукции, как абсолютной энкодер, инкрементальный энкодер, линейный, магнитный энкодер и другие. Для того, чтобы купить энкодер или узнать стоимость продукции, необходимо заполнить простую форму онлайн-заявки внизу страницы.
Принцип работы оптических энкодеров
Шкала с одной дорожкой
Шкала представляет собой единственную дорожку с контрастными линиями по всей ширине шкалы, с номинальным шагом 30 мкм. Отсутствие нескольких параллельных дорожек обеспечивает защищенность от ошибок, связанных с рысканьем, а также существенно более широкий поперечный допуск на положение головки.
Получение изображения
Изображение шкалы формируется асферической линзой, снижающей дисторсию, на детекторной матрице, специально разработанной для энкодеров RESOLUTE. Такая оптическая схема, в которой оптический путь при освещении является изломанным, а при формировании изображения – прямым, оказывается исключительно компактной и при этом работающей очень стабильно, что гарантирует высокую точность воспроизведения, столь важную для обеспечения высокого качества измерений.
Декодирование и анализ данных
После захвата изображения детектором оно передается аналогово-цифровым преобразователем (ADC) в мощный процессор цифровой обработки сигналов (DSP). Затем с помощью специально разработанных алгоритмов на основе кода, нанесенного на шкалу, получают истинное абсолютное, однако относительно грубое значение положения. После этого выполняется проверка, и вводятся поправки с помощью дополнительных алгоритмов в процессоре DSP, в которых учитывается избыточность и преднамеренно введенные ограничения кода шкалы. В других подпрограммах выполняется расчет «точного» положения с высоким разрешением, и это значение объединяется с данными по «грубому» положению, что дает в результате истинное абсолютное положение с очень высоким разрешением.
Конечные проверки и вывод данных
После выполнения заключительных процедур проверки ошибок информация загружается по соответствующему протоколу в контроллер последовательно в виде чистого слова, описывающего положение с точностью в пределах 1 нм. Защита от электрических помех обеспечивается контролем с помощью циклического избыточного кода (Cyclic Redundancy Check – CRC). Весь этот процесс занимает всего несколько микросекунд и может повторяться до 25 000 раз в секунду. С помощью различных приемов, в том числе регулировки продолжительности вспышки с учетом скорости движения оси, такие характеристики поддерживаются на скоростях до 100 м/с, и при этом, что чрезвычайно важно, сохраняется исключительно низкий уровень дрожания при позиционировании при более низких рабочих скоростях.
Подводя итог…
Таким образом, мы имеем энкодер с широкими допусками к установке: Система RESOLUTE допускает погрешность ±0,5° по углу рысканья, тангажа и крена, а для расстояния между шкалой и считывающей головкой – целых ±150 мкм. В то же время широкая зона охвата оптики и усовершенствованные процедуры коррекции ошибок обеспечивают исключительно высокую устойчивость к оптическим помехам, связанными с пятнами, создаваемыми посторонними частицами или смазкой. При этом сохраняется разрешение 1 нм при скорости 100 м/с: RESOLUTE – вот ответ на самую сложную задачу абсолютных измерений.
Особенности применения датчиков угловых перемещений на производстве
В данной статье будут затронуты вопросы применения энкодеров в современных системах АСУ ТП и некоторые аспекты культуры их производства, а также будут даны рекомендации по их эксплуатации.
Где используются датчики угловых перемещений
Энкодеры имеют довольно широкое применение.
Абсолютные и инкрементные энкодеры широко используются в металлургии, производстве бумаги, деревообработке, разнообразных линиях упаковки, станкостроении, энергетике и др.
Энкодеры устанавливаются на приводы прокатных станов, бумагоделательных и картонноделательных машин, а также пресспатов; на приводы координатных столов, продольно-резательных и поперечно-резательных (рубительных) машин, электрических задвижек, кранов, упаковочных агрегатов, лифтов, устройств выбора якоря на судах; на приводах суппортов и подачи токарных станков, в современных системах автоматического складирования, лесозаготовительных машинах и деревообрабатывающих станках, в системах ЧПУ и др.
Принцип действия энкодеров
Датчики угловых перемещений служат для измерения основных кинематических параметров работы электропривода: скорости и положения вала.
В подавляющем большинстве современных систем регулируемого привода, позиционирования и контроля углового положения используются инкрементные и абсолютные энкодеры. Определенный рынок, в связи с некоторыми техническими особенностями остается за резольверами (в частности, из-за их толерантности к высоким и низким температурам: от –50оС и до +150оС).
Принцип работы фотоимпульсных энкодеров – цифровой. Свет проходит от группы светодиодов к группе фотодиодов через прозрачный диск с нанесенными метками. Абсолютный энкодер имеет уникальную комбинацию меток для каждого углового положения, инкрементный – более прост: одинаковые метки равномерно распределены по всему радиусу диска.
Обычно энкодер имеет также т.н. «нулевую метку», одну – на полный оборот диска. Эта метка имеет калибровочную функцию и не всегда требуется для простых задач измерения скорости. При вращении диска, механически связанного с приводным валом, каждое прохождение метки через светодиодную пару генерирует импульс. Эти импульсы в дальнейшем обрабатываются с помощью электронных устройств (программируемых логических контроллеров, преобразователей постоянного и переменного тока для электродвигателей, счетчиков).
Абсолютные энкодеры иногда имеют встроенный редуктор, который позволяет датчику не только определять точное значение углового перемещения в пределах одного оборота вала, но и отсчитывать количество оборотов вала (обычно с дискретностью 12 бит, т.е. 4096 оборотов вала). Данные абсолютные энкодеры, которые называются «абсолютными многооборотными», часто используются в прецизионных червячных приводах подачи.
Основным же преимуществом абсолютного энкодера над инкрементным является функция сохранения текущего значения углового перемещения вне зависимости от того подано питание на датчик или нет.
Питание датчиков в основном осуществляется постоянным током 5В или 24В.
Функциональными особенностями инкрементных и абсолютных энкодеров обусловлено различие между ними в цене. Из-за более сложной технологии нанесения меток на диск, а также из-за необходимости передавать большее количество данных (с соответствующим усложнением электроники) стоимость среднего абсолютного энкодера в 1,4-2 раза превышает стоимость инкрементного аналога.
Нельзя также не упомянуть широкую сферу применения энкодеров в современном сервоприводе. Но сервопривод является совершенно особым устройством, заслуживающим отдельной статьи. Отметим лишь, что в основном в сервоприводах крупнейших производителей используются абсолютные однооборотные энкодеры с разрешением 17 бит (131072 положения на оборот).
Основные параметры, необходимые для выбора датчиков угловых перемещений
- Количество импульсов на оборот (обычно от 1 до 5000), количествово бит для абсолютных энкодеров (обычно 10, 12, 13, 25).
- Вал или отверстие под вал (укажите также диаметр вала или отверстия).
- Тип выходного сигнала (HTL, TTL, RS422, двоичный код и код Грея, SSI, Profibus DP, CAN…).
- Напряжение питания.
- Длина кабеля/ тип разъема.
- Дополнительные требования по крепежу (необходимость муфты, монтажного фланца, крепежной штанги и др.).
Требования к установке энкодеров и рекомендации по их эксплуатации
Необходимость точной центровки при установке датчиков – главное требование для обеспечения долговременной их службы. Исполнение энкодера с валом предусматривает установку прецизионной муфты, которая должна демпфировать три параметра: угловое отклонение, осевое биение и несоосность валов при установке. Жесткое соединение валов обычно не допускается, т.к. может привести к существенному сокращению срока службы, из-за износа подшипников. Энкодер с валом должен крепиться к специально изготовленному фланцу.
Исполнение датчика с полым ротором исключает использование муфты и фланца. Энкодер монтируется прямо на нерабочий конец вала двигателя и закрепляется от проворота за валом с помощью крепежной штанги, которая дает энкодеру необходимую подвижность для компенсации углового отклонения.
Нужно отметить, что из соображений удобства установки сейчас все большее распространение получают энкодеры с полым валом.
Срок службы хорошего современного датчика при правильной установке и подключении, а также средней скорости вращения приводного вала 1500 об/мин, – должен составлять не менее 50000 часов, т.е. почти 6 лет. Установка энкодера не в соответствии с требованиями производителя может привести к значительному сокращению службы датчика из-за износа подшипников. Любые другие воздействия, выходящие за рамки спецификации, как, например, удары по корпусу, сильная вибрация, перегрев/переохлаждение, также могут повлиять на срок службы энкодера.
Как правильно выбрать датчик угла поворота
Датчик угла поворота марки BaumerИнкрементальный энкодер измеряет угловое перемещение относительно опорной позиции. После сбоя питания система обработки данных должна дождаться, пока энкодер отправит информацию, соответствующую изначальной позиции, чтобы иметь возможность правильно использовать информацию, связанную с угловым смещением.
Инкрементальные энкодеры разработаны с использованием различных технологий, каждая из которых имеет свои преимущества и недостатки. Наиболее используемые технологии :
• Оптические инкрементальные энкодеры: эти энкодеры используют светодиоды (LED) для считывания углового перемещения. Эти энкодеры являются экономичными и обеспечивают высокое разрешение (высокая точность). Эта технология широко используется в промышленности, тем не менее, функционирование оптической системы считывания может быть нарушено, если окружающая среда представляет опасность загрязнения (пыль, масло и т. д.).
• Магнитные инкрементальные энкодеры: импульсы испускаются магнитами. Эта технология также широко распространена в промышленности, потому что магнитные энкодеры менее подвержены риску загрязнения.
Независимо от принципа работы энкодера, выходной сигнал представляет собой последовательность импульсов, которая представляет собой двоичное кодирование, то есть последовательность 1 и 0, которая соответствует угловому смещению, в зависимости от разрешения энкодера. Этот сигнал может быть использован для определения направления движения, величины смещения относительно изначальной позиции, скорости или ускорения.
В случае инкрементальных энкодеров вы можете подключить провода энкодера к входам автомата. Входы, которые будут использоваться, определяются рабочей частотой энкодера. Эта частота пропорциональна скорости вращения оси и разрешению энкодера. В случае повышенной частоты сигнал, соответствующий изначальной позиции, позволяет исправить ошибки в подсчетах некоторых импульсов.
Как правило, датчик угла поворота оснащен 5-12 выходами (проводами или клеммами разъема), которые должны быть подключены к счетчику. В случае энкодера с 5 выходами два провода используются для электропитания, а три других — для отправки сигналов, соответствующих угловому смещению.
Магнитные энкоедры Eltra. Конструкция и принцип работы. Серии магнитных датчиков Eltra
30.10.2018
Магнитный энкодер — это специальный датчик, который с помощью электромагнитного поля позволяет определить размещение детали в пространстве. Компания Eltra выпускает как абсолютные, так и инкрементальные датчики угла поворота этого типа.
Конструкция магнитных энкодеров Eltra
Принцип работы магнитных датчиков состоит в фиксации положения магнитных полюсов, вращающегося элемента и последующим преображением полученной информации в цифровой код.
Разделяют такие энкодеры по принципу работы. Бывают абсолютные и инкрементальные датчики. Также отдельно стоит выделить линейный тип. Отличие его от оборотных систем будет в измерениях по одной оси.
В абсолютном и инкрементальном устройствах используется специальное кодовое колесо, которое позволяет датчикам считывать абсолютный угол своего поворота. В линейном типе используется специальная шкала, также с размещенными на ней полюсами.
Принцип работы магнитных энкодеров
В магнитных энкодерах реализована система обнаружения входящего сигнала путем фиксации изменений магнитного поля. Он в свою очередь создается специальным магнитом с полярными парами, который вращается перед датчиком, фиксирующем изменения. Зачастую размещают его на валу энкодеров.
После получения сигналов об изменении информация превращается в электрический импульс, который и позволяет производить анализ положения детали.
Чеще всего для считывания используют датчики Холла.
Преимущества магнитных датчиков
Основным и наиболее явным преимуществом магнитной технологии является полное отсутствие прямого контакта в системе обнаружения. Это существенно помогает предотвратить износ. Такой вид работы позволяет сохранять конструкцию на предельно долгие сроки, а, следовательно, и экономить на его ремонте и обслуживании.
Также магнитные устройства отлично подходят для использования в условиях с высокими требованиями прочности. Благодаря нетребовательной конструкции, они способны работать в широком диапазоне скоростей и температур. При этом всем устройства способны обеспечивать одинаковую точность сигнала, практически независимо от внешних условий среды. То есть приборы такого типа обеспечат в работе:
- Прочность.
- Надежность.
- Экономичность.
- Точность.
- Устойчивость к внешним условиям.
Такие качества позволили повротным датчикам магнитного типа завоевать широкую популярность практически во всех отраслях промышленности.
Серии магнитных энкодеров
На сегодняшний день компания выпускает широкую линейку датчиков магнитного типа. Выделяют следующие основные категории устройств:
- Magnetic incremental encoder Eltra. К ним относятся датчики инкрементального типа, с магнитным действием. В эту серию входят модели EMI, ETMR.
- Magnetic singleturn absolute encoder Eltra. Серия абсолютных магнитных поворотных датчиков с одним кодовым диском. В категорию входят модели серий EMA, EA, EML.
- Magnetic multiturn absolute encoder Eltra. Серия абсолютных многооборотных энкодеров с несколькими кодовыми дисками для более точной передачи положения детали. Сюда входят модели линейки EAM и EAMW.
- Linear transducers. Датчики линейного типа в которые входят линейные энкодеры магнитного и магнитострикционного типа. Первые включают серии ERA, ERB, ERC, ERD, ERE, ERFКО второму типу относятся модели EMSPA, EMSPB, EMSPS, EMSSA, EMSSS.
Также компания выпускает ряд дополнительных продуктов и аксессуаров к датчикам угла поворота.
Посмотреть каталоги продукции магнитных энкодеров ELtra можно на сайте Eltaltd.
На страницах нашего блога также можно более подробно узнать про >>> МНОГООБОРОТНЫЙ МАГНИТНЫЙ АБСОЛЮТНЫЙ ЭНКОДЕР ELTRA <<< или ознакомиться с характеристиками инновационной модели от Eltra >>> НОВЫЙ АБСОЛЮТНЫЙ МАГНИТНЫЙ ЛИНЕЙНЫЙ ДАТЧИК TMMA ОТ ELTRA. <<<
Подписывайтесь на наши обновления:
Абсолютные поворотные энкодеры
| Динапар
Типы абсолютных энкодеров
Абсолютные энкодерыможно разделить на категории по типу сенсорной технологии (оптическая или магнитная) или по выходному сигналу на нескольких оборотах вала двигателя (однооборотный или многооборотный).
В оптических абсолютных энкодерах используется кодовый диск с маркировкой и светодиод, который светит через кодовый диск. По мере того как диск вращается вместе с валом двигателя, можно определять изменения положения. В магнитных абсолютных энкодерах оптические маркеры заменяются магнитными полюсами, а светодиод заменяется магнитной сенсорной решеткой.
Хотя все абсолютные угловые энкодеры обеспечивают обратную связь на основе вращения вала (положение энкодера в пределах 360 градусов или один оборот), приложения различаются в зависимости от требования знать, сколько раз энкодер совершил полный оборот или несколько оборотов. Многооборотные абсолютные энкодеры предлагают дополнительную обратную связь для количества поворотов на 360 градусов.
Узнайте больше об однооборотных и многооборотных абсолютных энкодерах здесь
Как работают абсолютные энкодеры: точность даже в сложных системах
Абсолютный угловой энкодер определяет свое положение, используя статическую опорную точку.Метод немного отличается в зависимости от того, является ли абсолютный датчик угла поворота оптическим или магнитным, но принцип в любом случае остается одинаковым.
Абсолютные энкодеры работают путем вывода цифрового битового слова при вращении вала. Есть два диска, оба с концентрическими кольцами со смещенными маркерами. Один диск закреплен на центральном валу; другой движется свободно. По мере вращения диска маркеры на дорожке абсолютных энкодеров меняют положение на фиксированном диске. Каждая конфигурация на диске абсолютного углового энкодера представляет собой уникальный двоичный код.Глядя на двоичный код в абсолютном угловом энкодере, можно определить абсолютное положение объекта. Для оптических абсолютных энкодеров маркер представляет собой отверстие, пропускающее свет. Для магнитных абсолютных энкодеров маркеры представляют собой матрицу магнитных датчиков, которая проходит над магнитом и определяет положение магнитных полюсов.
Преимущества абсолютных энкодеров
Абсолютные энкодерыобладают уникальными преимуществами перед инкрементальными энкодерами. У них есть уникальный код для каждого положения вала, что означает, что они могут предоставить очень уникальную информацию о положении, поскольку никакие две позиции на гусенице не являются идентичными.Они измеряют фактическое положение, генерируя поток уникальных цифровых кодов, которые представляют фактическое положение кодировщика и поэтому не требуют индекса или контрольной точки. Это также дает абсолютным энкодерам преимущество в приложениях, возвращающихся в исходное положение, и могут возникнуть проблемы в случае потери мощности.
Абсолютные энкодеры также предлагают варианты с более высоким разрешением по сравнению с инкрементальными энкодерами. В то время как инкрементальные кодеры должны добавлять больше приращений к одной дорожке на кодовом диске и, таким образом, ограничены физическим размером диска и количеством импульсов, которые могут быть декодированы в зависимости от скорости вращения кодера (частотная характеристика), абсолютные кодеры добавляют дополнительные дорожки для достижения более высокого разрешения и не выводят непрерывный поток импульсов.Вместо этого они ограничены числом опросов кодировщиков в течение заданного периода выборки скорости передачи данных.
Подробнее об указании абсолютного разрешения энкодера здесь
Альтернативы Absolute Rotary Encoder
Если общая простота системы важнее производительности, тогда существуют альтернативы абсолютным энкодерам, включая инкрементальные энкодеры и резольверы.
Абсолютный энкодери резольверы
Резольверы— это электромеханические предшественники кодировщиков, основанные на технологии времен Второй мировой войны.Электрический ток создает магнитное поле вдоль центральной обмотки. Есть две обмотки, перпендикулярные друг другу. Одна обмотка зафиксирована на месте, а другая перемещается по мере движения объекта. Изменения силы и местоположения двух взаимодействующих магнитных полей позволяют резольверу определять движение объекта.
Простота конструкции резольвера делает его надежным даже в экстремальных условиях, от низких и высоких температур до радиационного воздействия и даже механических помех от вибрации и ударов.Однако снисходительная природа резолверов как для источника, так и для сборки приложения достигается за счет их способности работать в сложных проектах приложений, поскольку они не могут производить данные с достаточной точностью. В отличие от абсолютных энкодеров, резольверы выводят только аналоговые данные, для которых может потребоваться специальная электроника.
Узнайте больше о резольверах здесь
Абсолютные энкодерыи инкрементальные энкодеры
Инкрементальные энкодерыопределяют относительное положение, глядя только на разницу между измерениями.Механизм кодировщика отправляет импульсы по каналам (называемые квадратурами , ), и смещения в этих импульсах указывают на движение.
Инкрементальные энкодерыобеспечивают отличную обратную связь по скорости и расстоянию, а, поскольку задействовано мало датчиков, системы являются простыми и недорогими. Однако инкрементальные энкодеры чувствительны к факторам окружающей среды и могут терять разрешение на высоких скоростях из-за ограничений выходной частоты. Они также ограничены только предоставлением информации об изменениях, поэтому кодировщику требуется эталонное устройство для расчета движения.
Узнайте больше об инкрементальных энкодерах здесь
Разница между абсолютным и инкрементальным энкодером
Как инкрементальные, так и абсолютные энкодеры используются для измерения углового положения в широком спектре отраслей и приложений, включая станки, автоматизацию, упаковку, печать и оборудование для этикеток / маркировки.
Их также можно назвать угловыми энкодерами или датчиками вала с абсолютным / инкрементальным отношением к принципу работы энкодера, эти два принципа работают по-разному.
В чем разница между абсолютным и инкрементным энкодером?
Абсолютные энкодерыКак абсолютные, так и инкрементальные энкодеры измеряют угловое положение на основе положения вала. Внутри абсолютного энкодера это положение сохраняется независимо от того, включен ли энкодер или нет, даже если движение совершается без питания энкодера и питание повторно подается, энкодер знает это истинное новое положение.
Они могут быть однооборотными или многооборотными, при этом требуется знать не только положение вала на один оборот, но и общее количество сделанных оборотов.Многооборотные энкодеры подходят для приложений, где требуются сложные или длительные измерения местоположения. Однооборотные энкодеры больше подходят для приложений с коротким ходом, когда требуется измерение положения в пределах одного поворота энкодера.
Наши абсолютные энкодеры имеют следующие преимущества;
- Энергонезависимая память (истинное положение не теряется при потере питания)
- Непрерывное считывание позиции не требуется
- Нет резервного аккумулятора или функции переключения передач благодаря запатентованной технологии «Endra» от нашего партнера по поставкам Wachendorff.
- Нет традиционного оптического диска, что снижает стоимость компонентов, связанных с этим, опять же благодаря запатентованной технологии «Endra» от Wachendoff.
- Высокое разрешение с однооборотным до 16 бит и многооборотным до 44 бит.
Инкрементальный энкодер является электромеханическим, он работает путем преобразования углового положения вала в цифровые или импульсные сигналы с помощью оптического диска. За один оборот генерируется определенное количество импульсов, и каждый импульс представляет собой приращение, соответствующее определенному разрешению.Инкрементальный энкодер может измерять изменение положения, но не абсолютное положение.
Каждый раз, когда инкрементный энкодер включается, импульс отсчитывается от нуля, это означает, что позиция не сохраняется, и перед тем, как энкодер снова начнет отсчет, должно быть получено положение «сброс или референс». Это основное различие между абсолютным и инкрементным энкодером.
Преимущества инкрементальных энкодеров
- Обычно более низкая стоимость, чем абсолютные энкодеры
- Менее сложный, чем абсолютные энкодеры
- Высокая помехозащищенность
Поскольку они проводят одинаковые измерения, как абсолютные, так и инкрементальные энкодеры могут использоваться для одних и тех же приложений — свяжитесь с нами, если у вас есть приложение и вы хотите узнать, какой тип энкодера использовать.
Примеры приложений:
- Применения для резки по длине
- Домкраты железнодорожные
- Вращение бутылок для нанесения этикеток
- Приложения для печати
- Приложения положения лифта
- Автоматизированные сборочные линии
- Упаковочные машины
Энкодеры используются во многих отраслях и хорошо подходят для множества приложений в таких отраслях, как;
- Робототехника
- Автоспорт
- Тяжелые условия эксплуатации
- Автоматика
- Заводские приложения
- Промышленное применение
- Машиностроение
- Пищевая промышленность
- Техника для напитков
- Контроль качества
- Краны и строительство
Мы можем предложить ряд абсолютных и инкрементальных энкодеров от нашего поставщика Wachendorff.Взгляните на различные типы, представленные на нашем веб-сайте;
кодировщики Wachendorff есть;
- Прочный и промышленный для любого применения
- Стандартный ассортимент и специальные версии
- Предлагаем экспресс-производство для сокращения времени выполнения заказа
- Предлагаемые комплексные системы
- Предлагается с непревзойденной 5-летней производственной гарантией
Для получения дополнительной информации о кодировщиках или любом из продуктов в нашем портфолио, пожалуйста, свяжитесь с нами.
Когда абсолютный кодировщик подходит для вашего дизайна?
Когда вам нужно измерить скорость, направление движения или положение вращающегося вала, вам, скорее всего, понадобится угловой энкодер. И когда приходит время выбрать один, следует учитывать два основных типа: инкрементный энкодер и абсолютный энкодер.
Очень важно сделать правильный выбор, поэтому мы составили это краткое руководство по абсолютным энкодерам, чтобы помочь вам понять, что они собой представляют, чем они отличаются от инкрементальных энкодеров, и в каких ситуациях он может вам понадобиться.
Что такое абсолютный энкодер?
Абсолютный энкодер предоставляет уникальное значение положения или слово данных в каждой точке вращения, представляющей «абсолютное» положение энкодера. С того момента, как вы его включите, абсолютный энкодер может сказать вам точное положение вращающегося вала, которое он измеряет. Это достигается за счет использования оптического, магнитного или емкостного датчика для считывания уникального кода с диска, который вращается вместе с валом. Что особенно важно, абсолютный энкодер может делать это без необходимости поворачивать вал и может отслеживать это положение даже в случаях временной потери мощности.Чем больше уникальных кодов записано на диске кодировщика, тем точнее будет считывание вашего местоположения.
Сравнение диска оптического и емкостного кодировщикаРазрешения представлены в битах (двоичных цифрах), которые соответствуют количеству уникальных слов данных за один оборот. Абсолютные энкодеры также бывают однооборотные и многооборотные. Однооборотные энкодеры предоставляют данные о позиционировании за один полный оборот, 360 °, причем выходной сигнал повторяется при каждом обороте вала.Многооборотные энкодеры также предоставляют данные о местоположении за один оборот, но имеют дополнительный счетчик «оборотов», который измеряет количество оборотов.
Абсолютные и инкрементальные энкодеры
И наоборот, инкрементный энкодер работает, генерируя импульсы при вращении вала. Типичный инкрементальный энкодер генерирует 2 прямоугольных сигнала, сдвинутых по фазе на 90 градусов. Эти импульсы должны отслеживаться или подсчитываться электроникой, внешней по отношению к энкодеру.
Типичные формы сигналов инкрементного энкодера на 90 ° вне фазыРазрешение представлено числом импульсов на оборот, PPR, и представляет количество высоких импульсов, которые инкрементный энкодер будет получать от любого из его выходов прямоугольной формы.Дополнительную информацию о PPR кодировщика можно найти в нашем блоге по этой теме.
Поскольку выход инкрементального энкодера всегда находится только в 1 из 4 повторяющихся состояний, энкодер должен быть привязан к известному фиксированному местоположению или «дому», чтобы предоставить значимую информацию о местоположении. Из исходного положения, часто совпадающего с индексным импульсом энкодера, затем можно отследить приращение вращения вала и узнать абсолютное положение вала. Это должно происходить каждый раз при включении инкрементального энкодера или в случае временного отключения питания.Следовательно, получение показания абсолютного положения занимает больше времени — и валу необходимо повернуться, чтобы обеспечить его.
Инкрементальные энкодеры менее сложны, чем абсолютные модели, и поэтому обычно менее дороги (хотя разница в цене сокращается). Если вы отслеживаете только скорость, направление движения или относительное положение, инкрементный энкодер обычно является лучшим вариантом, но когда абсолютное положение является вашей ключевой задачей, абсолютный энкодер — лучший вариант.
Почему следует выбирать абсолютный энкодер вместо инкрементального?
Во-первых, поскольку абсолютный энкодер поддерживает положение вала, положение становится известным, как только вы подаете на него мощность. Вам не нужно ждать завершения процедуры наведения или калибровки, и вы можете быстрее получить данные о положении при запуске или после сбоя питания, даже если вал был повернут при выключенном кодировщике.
Знание абсолютного положения при запуске может быть важным во многих системах, где в определенных положениях можно безопасно продолжать вращать вал в одном направлении, но не в другом.В зависимости от области применения неправильная установка может привести к повреждению оборудования, телесным повреждениям или к худшему. В подобных ситуациях очень важно знать точное положение вращающегося устройства до того, как какие-либо части начнут двигаться.
Не менее важно, что абсолютный энкодер обеспечивает истинное положение в реальном времени. Поскольку все больше и больше систем становятся цифровыми с подключением к центральной коммуникационной шине, возможность опрашивать кодировщик для определения положения в реальном времени, когда и по мере необходимости, с минимальной задержкой, является большим преимуществом.Чтобы отслеживать свое положение с помощью инкрементального энкодера, даже после последовательности наведения, вам необходимо отслеживать все импульсы с помощью внешней схемы (обычно с помощью квадратурного декодирования). В дополнение к необходимой внешней цепи это также означает, что существует некоторая задержка при определении позиции.
Абсолютные энкодеры генерируют уникальное цифровое «слово» для каждой позиции в заявленном разрешении.Есть и другие преимущества. Системы, которые реализуют абсолютные энкодеры, как правило, менее восприимчивы к электрическому шуму, потому что они получают положение путем считывания кода с проверкой ошибок из двоичных энкодеров или в цифровом виде по последовательной шине, а не инкрементальные энкодеры, которым необходимо подсчитывать импульсы.
С этим связан тот факт, что относительно просто объединить более одного абсолютного энкодера в одной системе — возможно, для автоматизации производства или в роботизированной руке с несколькими шарнирами. Если вы используете инкрементальные энкодеры, мониторинг выходов с нескольких устройств может стать очень сложным, требуя значительной вычислительной мощности. Но с помощью абсолютных энкодеров, особенно тех, которые вы можете подключить к центральной коммуникационной шине, вы можете получать данные от каждого из них индивидуально, что требует гораздо меньшей вычислительной мощности для интерпретации показаний.
Приложения абсолютного энкодера
Изложив основные различия между абсолютными и инкрементальными энкодерами, давайте кратко рассмотрим некоторые конкретные сценарии использования абсолютных энкодеров.
Ключевым рынком является робототехника — быстро развивающаяся область, охватывающая широкий спектр секторов. В производстве вы найдете роботизированные манипуляторы, используемые для сборки, сварки, распыления краски и других задач. Вы также найдете их в сфере здравоохранения. Например, удаленная хирургия требует от роботизированных рук больших объемов исключительно точной информации о местоположении.Роботы-помощники по дому — еще один новый пример использования абсолютных кодировщиков.
Однако это всего лишь одна область, поскольку все больше систем переходят на цифровой формат, а разница в цене между инкрементальными и абсолютными энкодерами сокращается, разнообразие приложений для абсолютных энкодеров становится почти бесконечным как на промышленном, так и на потребительском рынках. Абсолютные энкодеры — от автоматических ворот и подвесов камеры до автоматизации производства — являются высокоэффективным и все более экономичным способом определения положения.
Опции вашего абсолютного энкодера
Выбор правильного типа энкодера для вашего продукта очень важен, поэтому так важно понимать ключевые различия между инкрементальными и абсолютными энкодерами. С сокращением ценового разрыва и изменением технологий абсолютные энкодеры обладают множеством явных преимуществ по сравнению со своими инкрементальными аналогами, что делает их интересным вариантом для удовлетворения ваших требований к обратной связи по положению.
Дополнительные ресурсы
У вас есть комментарии к этому сообщению или темам, которые вы хотели бы, чтобы мы освещали в будущем?
Отправьте нам письмо по адресу cuiinsights @ cuidevices.ком
и инкрементальные энкодеры | POSITAL Абсолютные энкодеры
и инкрементальные энкодеры | POSITAL ПОЗИТАЛЬНЫЙНеверный адрес электронной почты или пароль. Пожалуйста, попробуйте еще раз.
Инкрементальный или абсолютный?
Задачи позиционирования требуют точных значений положения для мониторинга или управления движением. Во многих приложениях определение положения выполняется с помощью угловых энкодеров, также называемых энкодерами вала или просто энкодерами.Эти датчики преобразуют механическое угловое положение вала или оси в электронный сигнал, который может обрабатываться системой управления.
Абсолютные датчики угла поворота
Абсолютные угловые энкодеры могут выдавать уникальные значения положения с момента их включения. Это достигается путем сканирования позиции кодированного элемента. Все позиции в этих системах соответствуют уникальному коду. Даже движения, которые происходят, когда система обесточена, преобразуются в точные значения положения после повторного включения энкодера.
- Несколько вариантов интерфейса: аналоговый, Ethernet, Fieldbus, параллельный, последовательный
- Однооборотный и многооборотный оборот
- Разрешение до 16 бит
- Принцип оптических и магнитных измерений
Подробнее
Поиск продукции для абсолютного энкодера
Инкрементальные поворотные энкодеры
Инкрементальные энкодеры генерируют выходной сигнал каждый раз, когда вал поворачивается на определенную величину. (Количество сигналов на оборот определяет разрешение устройства.) Каждый раз, когда энкодер включается, он начинает отсчет с нуля, независимо от того, где находится вал. Таким образом, первоначальное возвращение в исходную точку неизбежно во всех задачах позиционирования, как при запуске системы управления, так и при отключении питания энкодера.
- A, B, Z и инвертированные сигналы как HTL (Push-Pull) или TTL (RS422).
- Доступен любой счетчик импульсов до 16384 импульсов на оборот
- Гибкая функция масштабирования
- Принцип магнитного измерения
Подробнее
Инкрементальный энкодер Product Finder
Загрузки
POSITAL Product Finders
Большой выбор — легко выбрать
БолееХотите узнать больше?
Контакт
Найдите ПОЗИТАЛЬНОГО партнера в вашем регионе!
Более© FRABA B.В., Все права защищены.
Принцип работы энкодера| Энкодер Анимация
Энкодеры используются для преобразования вращательного или линейного движения в цифровой сигнал. Обычно это делается с целью мониторинга или управления параметрами движения, такими как скорость, скорость, направление, расстояние или положение.
Оптические энкодеры обычно состоят из вращающейся и стационарной электронной схемы. Ротор обычно представляет собой металлический, стеклянный или пластиковый диск, установленный на валу энкодера.Диск имеет какой-то оптический рисунок, который декодируется электронным способом для генерации информации о местоположении.
Диск ротора в абсолютном оптическом кодере использует непрозрачные и прозрачные сегменты, расположенные по шаблону кода Грея. Статор имеет соответствующие пары светодиодов и фототранзисторов, расположенных так, чтобы свет светодиода проходил через прозрачные участки диска ротора и принимался фототранзисторами на другой стороне. После усиления и преобразования электронных сигналов они доступны для оценки позиции
.Что означает слово «кодировщик»?
Что означает слово «кодировщик»? Энкодер — это электромеханическое устройство, которое может измерять смещение.Энкодеры обычно представляют собой цифровые преобразователи смещения, состоящие из механического элемента и чувствительной головки, как правило, оптического типа.
Механический элемент может быть диском (для энкодеров поворотного типа) или линейкой (для энкодеров линейного типа) с нанесенными или вырезанными рисунками. Чувствительная головка включает в себя источник света (светодиод) и датчик света (фотодетектор) для считывания сгенерированного кода (выход энкодера).
Как можно измерить угол поворота диска?
В этом кодировщике смещение получается путем подсчета количества переходов между логическими значениями «0» и «1».Это позволяет преобразовывать физические величины путем преобразования изменений углового смещения в выходной сигнал электрического типа, который переводится в логические значения с помощью соответствующей электроники.
Подсчет количества переходов, которые происходят в секторах диска (отражающий / непрозрачный и неотражающий / прозрачный), связан с концепцией разрешения.
Разрешение можно определить как наименьшее изменение измеряемой величины, которое вызывает заметное изменение соответствующего результата.В этом случае разрешение диска соответствует его минимальному угловому изменению, которое вызывает переход на уровне логического выхода. Поскольку при полном вращении диска происходит девять переходов от 0 к 1.
Какие существуют типы энкодеров?
Наиболее широко используемая классификация относится к типу движения (линейное или вращательное). В обоих случаях они могут быть инкрементными, полуабсолютными или абсолютными.
Дополнительная информация получается простым подсчетом импульсов.Следовательно, это зависит от предыдущего состояния и значения перехода. Его самый большой недостаток заключается в необходимости определения исходного положения: эта информация теряется всякий раз, когда система отключается или выключается.
Напротив, в абсолютных энкодерах (углового или линейного типа) каждая позиция должным образом обозначается уникальным кодом, над рисунком, соответствующим уникальной комбинации битов на различных дорожках. Таким образом, позиция всегда известна, и нет необходимости определять ссылку, если система выключена или выключена.
Полуабсолютные энкодеры обычно являются поворотными и используются, когда необходимо измерить смещения, которые превышают диапазон измерения абсолютного энкодера. В этом случае необходимо использовать дополнительную процедуру для подсчета количества оборотов диска во время измерения.
| Инкрементальные энкодеры E6A2-C | выводит строку импульсов в кодировщике этого типа реакция на величину вращательного смещения вала.Отдельный счетчик подсчитывает количество выходных импульсов для определения количества вращения на основе счета. Чтобы определить количество вращения из определенного положения входного вала, счетчик сбрасывается в исходное положение, а количество импульсов из этого положения суммируется счетчиком. По этой причине исходное положение может быть выбрано по желанию, а количество оборотов может быть неограниченным. Еще одна важная особенность состоит в том, что можно добавить схему для генерации вдвое или четырехкратного количества импульсов за один период сигнала для повышения электрического разрешения.* Кроме того, сигнал фазы Z, который генерируется один раз за оборот, можно использовать как начало координат в пределах одного оборота. * Когда необходимо высокое разрешение, обычно используется схема с 4 умножителями. | Когда диск с оптическим узором вращается вместе с валом, свет проходит через две щели передается или блокируется соответственно.Свет преобразуется в электрические токи в элементах детектора , которые соответствуют каждой щели, и выводится в виде двух прямоугольных волн. Две щели расположены так, чтобы разность фаз между выходами прямоугольной волны составляла 1/4 шага. | * Даже при изменении разрешения количество фаз не меняется. | Абсолютные энкодеры E6CP-A | Этот тип энкодера параллельно выводит угол поворота как абсолютное значение в коде 2 n . Таким образом, он имеет один выход для каждого бита выходного кода, и по мере увеличения разрешения значение выходов увеличивается. Обнаружение положения вращения выполняется путем непосредственного считывания выходного кода. Когда энкодер встроен в станок, нулевое положение входного вала вращения фиксировано, а угол поворота всегда выводится в виде цифрового значения с нулевым положением в качестве начала координат. Данные никогда не искажаются шумом, и возвращение в нулевое положение при запуске не требуется. Кроме того, даже когда считывание кода становится невозможным из-за высокой скорости вращения, правильные данные могут быть считаны, когда скорость вращения замедляется, и правильные данные вращения могут быть даже считаны, когда питание восстанавливается после сбоя питания или другого прерывания питания. поставлять. | Когда диск с узором вращается, свет, проходящий через прорези, пропускается или блокируется в соответствии с шаблоном . Полученный свет преобразуется в электрические токи в элементах детектора , принимает форму волн и становится цифровыми сигналами . |
Что такое абсолютные энкодеры? Техническое резюме
Энкодеры могут быть абсолютными или инкрементальными. Абсолютные энкодеры имеют уникальный код для каждого положения вала. Другими словами, каждая позиция абсолютного энкодера уникальна. Абсолютный энкодер интерпретирует систему кодированных дорожек для создания информации о местоположении, где нет двух одинаковых позиций. Еще одна особенность заключается в том, что абсолютные энкодеры не теряют положение при отключении питания. Поскольку каждое положение отличается, проверка истинного положения доступна сразу после включения питания.Не важно инициализировать систему, вернувшись на базу для справки.
Абсолютные энкодеры могут быть однооборотными или многооборотными. Однооборотные энкодеры хорошо подходят для приложений управления движением с коротким ходом, когда требуется проверка положения в пределах одного оборота вала энкодера. С другой стороны, многооборотные энкодеры лучше подходят для приложений, требующих сложных или длительных требований к позиционированию.
Абсолютные энкодерыимеют ряд преимуществ.Во-первых, это энергонезависимость памяти. Абсолютный энкодер работает как энергонезависимое устройство проверки положения. Истинное положение не теряется, если пропадает питание или система перемещается при отключении питания. Постоянное считывание позиции не требуется. Это особенно полезно в таких приложениях, как антенны слежения за спутниками, где проверка местоположения является ключевой.
Абсолютные энкодерытакже обеспечивают гибкость программирования. Устраняя необходимость в наведении системы в исходное положение, можно управлять энкодерами для выдачи программ позиционирования, основанных на настройке точки отсчета от точки к точке, а не от исходного положения.Кроме того, интерфейсный модуль микропроцессора позволяет программировать различные рабочие параметры, такие как разрешение.
Безопасность — еще одно преимущество. В некоторых приложениях, где потеря положения может привести к травме оператора или повреждению машины, абсолютный энкодер автоматически обеспечивает проверку положения при включении питания.
Абсолютные энкодерытакже обладают хорошей устойчивостью к электрическим помехам. Устройство определяет положение, часто считывая кодированный сигнал. Паразитные импульсы из-за электрических помех не накапливаются, и при следующем чтении снова отображается точное положение.
.