Энкодеры устройство и принцип работы: устройство и примеры работы – СамЭлектрик.ру

Содержание

Как устроен энкодер

Начало формы. Устройство и принцип работы. Широко применяются в промышленности. Энкодеры подразделяются на инкрементальные и абсолютные, которые могут достигать очень высокого разрешения.


Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам. ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: принцип работы энкодера

Энкодеры. Виды и работа. Особенности и применение


Инкрементальный или инкрементный, от англ. Также, исходя из найденных величин, можно определить и скорость вращения. Основным отличием инкрементальных энкодеров от абсолютных является то, что они могут сообщать лишь о величине изменения их положения, а не об абсолютном своем состоянии. Самым популярным примером использования инкрементального энкодера в повседневной жизни, является ручка регулировки громкости автомобильной магнитолы.

Инкрементальные энкодеры бывают оптическими, магнитными, механическими и т. Именно по смещению импульсов можно судить о направлении вращения. Благодаря дискретности, можно вычислить угол единичного изменения положения. Помимо этого, вал энкодера фиксируется в каждом положении между каждой серией импульсов. При вращении вала, каждая пара контактов замыкается и размыкается. Поскольку подключение кнопки вала энкодера контакты D и E не отличаются от подключения обычной кнопки, информация по ней будет опущена.

Как видно из рисунка, в состоянии покоя обе пары контактов разомкнуты, а значит сигнальные линии A и B пребывают в высокоомном состоянии состоянии Z. Поэтому их необходимо притягивать к логической единице подтягивающими резисторами. Стандартная схема подключения энкодера выглядит следующим образом:. При подключении энкодера к МК со встроенными подтягивающими резисторами, их можно исключить из схемы, не забыв при этом включить встроенные подтягивающие резисторы:.

И, поскольку, подавляющее большинство программных реализаций взаимодействия энкодера с Arduino использует прерывания, дребезг будет мешать корректной работе самого отлаженного и работоспособного кода. В отличие от программного устранения дребезга обычной кнопки дребезг энкодера можно устранить программно, при этом серьезно не нагружая ресурсы микроконтроллера. И программное устранение будет работать на прерываниях и флагах.

После того как энкодер подключен к Arduino на примере Arduino Uno :. Сигнальные линии энкодера подключены к 2 и 3 пину Arduino Uno, так как на этих выходах реализованы прерывания. Замена пинов подключения приведет к неработоспособности примера.

При корректном выполнении сценария, по завершению каждого шага переменная state будет иметь состояние 4 или Если что-то пойдет не так, программа никак не это не отреагирует. Несмотря на незатратное, по отношению к ресурсам МК, программное решение устранения дребезга на прерываниях, более предпочтительным является его аппаратное устранение. Решение строится по принципу устранения дребезга обычной кнопки и выглядит так:.

После того, как дребезг подавлен аппаратно, программная реализация может быть значительно упрощена. Дополнительным бонусом может служить высвобождение одного из двух для Arduino Uno пинов с функционалом прерывания. Таким образом прерывание будет провоцироваться импульсом только одной линии, а далее, в обработчике, можно смотреть на состояние второй линии и делать выводы:.

Теперь можно организовать управление чем-либо при помощи энкодера. Для того чтобы продемонстрировать навигационные возможности энкодера необходимо создать меню. Для примера будем создавать такое меню:. Для этого объявим структуру menu одного пункта и далее, создадим массив из элементов структуры menu :. Цифрами на схеме обозначены места, в которых будут сниматься осциллограммы логическим анализатором число в круге соответствует номеру канала ЛА. Далее, поэтапно будет показано, как работает каждая из ТТЛ-микросхем и что происходит на каждом обозначенном шаге.

Схема распиновки микросхемы и таблица истинности выглядит следующим образом:. Особенностью работы D-триггера является возможность сохранять свое состояние после его установки. По восходящему фронту сигнала синхронизации, триггер принимает состояние информационного сигнала и сохраняет его до тех пор, пока не придет новый сигнал синхронизации.

Для того чтобы понять как работает D-триггер, достаточно посмотреть на сигнал в точке 3 :. Далее необходимо снова пропустить сигналы 0 и 3 через 2И-НЕ :. А вот так выглядит реальная осциллограмма, захваченная логическим анализатором и результат работы схемы:. У данной статьи есть видеоверсия! Подписывайтесь на канал , чтобы быть в курсе обновлений! Проверено — автор рекомендует:. Схематичное представление энкодера. Именно поэтому будет использован метод борьбы с дребезгом, при помощи прерываний.

О том, почему изменена полярность подключения и для чего необходим инвертирующий триггер Шмитта 74HC14N, можно почитать в статье Arduino: Дребезг — программное и аппаратное устранение. И получается, что на вход 74HC74N подаются логические единицы с разными значениями напряжений, и эта схема не может их корректно обрабатывать.

Как устроен энкодер Как правильно подключать энкодер к микроконтроллеру Подключение инкрементального энкодера к микроконтроллеру Сопрягаем энкодер и микроконтроллер Замена Энкодера На Кнопки Up И Down Cхема энкодера для замены им двух кнопок Ищу схему энкодера для замены им двух кнопок Замена кнопок на энкодер Энкодер заменяет кнопки Энкодер вместо кнопок.

Обновлено 07 февраля Кравченко Виктор Инкрементальный энкодер: принцип действия, схемы подключения, работа с Arduino Цифровые устройства Arduino Arduino Lang Датчики, модули Микроконтроллеры и мини ПК arduino , датчик , энкодер.

Введение Инкрементальный или инкрементный, от англ. Также энкодеры идеально подходят для реализации навигации по различным меню. Внешний вид устройства:. Проверено — автор рекомендует: Ручка черная d 6мм разных размеров для инкрементального энкодера EC Схематично работу инкрементального энкодера можно представить следующим образом:. В состоянии покоя подтягивающие резисторы 10КОм подтягивают сигнальные линии к логической единице.

Реальная осциллограмма вращения энкодера немного отличается от идеальной. Программное устранение дребезга В отличие от программного устранения дребезга обычной кнопки дребезг энкодера можно устранить программно, при этом серьезно не нагружая ресурсы микроконтроллера. Автор считает, что определение состояния пинов энкодера в цикле loop и последующее вычисление направления вращения является недопустимо затратным, по отношению к ресурсам МК, методом. Суть работы кода можно изобразить графически:.

Аппаратное устранение дребезга Несмотря на незатратное, по отношению к ресурсам МК, программное решение устранения дребезга на прерываниях, более предпочтительным является его аппаратное устранение.

Инвертирующий триггер Шмитта 74HC14N необходим для преобразования аналогового сигнала в цифровой, именно из-за него изменена полярность подключения. Этот пример работает корректно. Навигация при помощи энкодера Теперь можно организовать управление чем-либо при помощи энкодера. Схема подключения:. И скетч:. Энкодер и навигация по меню Для того чтобы продемонстрировать навигационные возможности энкодера необходимо создать меню. Скетч и результат работы выглядит так:. Принципиальная схема:.

На рисунке можно видеть полезный сигнал. На выходе этой микросхемы получаем необходимый нам результат:. Похожие запросы: Как работает энкодер??


Документация

В практике ремонта автомагнитол бывают случаи, когда устранение неисправности решается простой чисткой. При длительной эксплуатации автомагнитол возникают неполадки, связанные с механическими элементами прибора. Поскольку всё управление автомагнитолой происходит через переднюю съёмную панель, то и поломке подвергаются те элементы, которые на ней установлены. Обычно это всевозможные кнопки, реже миниатюрные лампы подсветки дисплея у более старых автомагнитол , регуляторы громкости, многоконтактный разъём, соединяющий съёмную панель с основной частью автомагнитолы.

Заключается она вследующем: вращая вал энкодера (ROTARY . в общем это Вам надо с нуля рассказывать как устроен энкодер.

Магнитный энкодер принцип работы

Стоит отметить, что данное устройство может носить название преобразователя угловых помещений. Своё применение энкодер нашёл в разных системах точных перемещений, в промышленности станкостроительные заводы ; в роботостроении, измерительных устройствах, для которых важен точный учёт измерений вращения, поворота, наклона и угла. Также их применяют в таких сферах как: автомобилестроение и компьютерная техника. Принцип работы энкодера заключается в его передаче сигнала на вращающийся объект. Рисунок 1. Энкодер с ручкой — самый простой вариант. Как вы уже узнали, энкодер — это поворотный датчик. Самый простой датчик оснащён ручкой, способной совершать поворот, как по стрелке часов, так и против неё.

Датчик угла поворота

Инкрементальный или инкрементный, от англ. Также, исходя из найденных величин, можно определить и скорость вращения. Основным отличием инкрементальных энкодеров от абсолютных является то, что они могут сообщать лишь о величине изменения их положения, а не об абсолютном своем состоянии. Самым популярным примером использования инкрементального энкодера в повседневной жизни, является ручка регулировки громкости автомобильной магнитолы. Инкрементальные энкодеры бывают оптическими, магнитными, механическими и т.

Правильно делаете, что пробуете разные значения. У меня таких энкодеров 5 штук, одни ужасно шумят, другие получше.

Энкодеры. Устройство и принцип работы

Электрика и электрооборудование, электротехника и электроника — информация! Коротко энкодеры можно назвать преобразователями угловых перемещений. Они служат для модификации угла поворота объекта вращения, например, вала какого-либо механизма, в сигнал электрического тока. При этом определяется не только угол поворота вала, но и его направление вращения, а также скорость вращения и текущая позиция относительно первоначального положения. Наиболее популярными энкодеры стали при их использовании в системах точного перемещения, на станкостроительных заводах, в производственных комплексах с применением робототехники, в измерительных устройствах, в которых необходима регистрация точных измерений наклонов, поворотов, вращений и углов.

Энкодеры устройство и принцип работы

Цена: по запросу. Энкодеры подразделяются на инкрементальные и абсолютные, которые могут достигать очень высокого разрешения. Инкрементальный энкодер выдает за один оборот определенное количество импульсов. А абсолютные энкодеры позволяют в любой момент времени знать текущий угол поворота оси, в том числе и после пропадания и восстановления питания. А многооборотные абсолютные энкодеры, кроме того, также подсчитывают и запоминают количество полных оборотов оси.

Энкодеры — датчики угла поворота Позиционирование в различных видах промышленного оборудования обеспечивается с использованием простых с .

11 мм Энкодеры с Али. Ремонт компьютерных мышей.

SICK AG является мировым лидером в производстве оптоэлектронных устройств различного типа: переключателей, датчиков положения, расстояния, определения цвета, наличия маркировки, индуктивных и магнитных датчиков, а также сканеров штриховых кодов, устройств защиты персонала и т. Компания была образована в г Ервином Сиком Erwin Sick и в настоящее время занимает лидирующие позиции на рынке приборов промышленной автоматизации. Сегодня насчитывается более 40 представительств в различных частях света от Америки до Китая, в которых работает более человек. С первых дней своего существования компания SICK уделяла особое внимание научно-исследовательской деятельности, поэтому значительную часть своего денежного оборота тратила на научные разработки и исследования.

Ликбез: принцип работы бесколлекторного двигателя

Коротко энкодеры можно назвать преобразователями угловых перемещений. Они служат для модификации угла поворота объекта вращения, например, вала какого-либо механизма, в сигнал электрического тока. При этом определяется не только угол поворота вала, но и его направление вращения, а также скорость вращения и текущая позиция относительно первоначального положения. Наиболее популярными энкодеры стали при их использовании в системах точного перемещения, на станкостроительных заводах, в производственных комплексах с применением робототехники, в измерительных устройствах, в которых необходима регистрация точных измерений наклонов, поворотов, вращений и углов. Энкодеры — это датчики поворота.

Приветствую , я совсем недавно приобрел Arduino UNO, и мне необходимо с ее помощью выполнить маленький проект.

Primary Menu

В данном файле Вы ознакомитесь с перечнем выпускаемых энкодеров, увидите сравнительную таблицу датчиков, так-же найдете схемы подключения и примеры составления заказных номеров. Краткий каталог решений «Индуктивные и магнитные датчики приближения». Обзор датчиков измерения расстояния серии OADM. Давление, температура, уровень, проводимость, деформация и сила. Презениация датчиков My-Com от Baumer.

Принцип работы энкодера, как он устроен и как работает

Позиционирование в различных видах промышленного оборудования обеспечивается с использованием простых с виду устройств — энкодеров или, по-другому, датчиков угла поворота. Энкодеры используются для преобразования линейного или вращательного движения в двоичный цифровой сигнал. Энкодер представляет собой устройство, вал которого соединяется с вращающимся валом исследуемого объекта, и обеспечивает электронный контроль угла поворота последнего.


Принцип работы инкрементальных (инкрементных) энкодеров

Инкрементальные энкодеры: принцип работы


Инкрементальные энкодеры применяются на серводвигателях в качестве устройства обратной связи для определения положения и направления вращения вала. Кроме того контроллеры двигателей могут использовать данные от энкодеров для расчета скорости и ее контроля. Инкрементальный энкодер является критическим компонентом, который передает важные данные необходимые для автоматического управления различными системами движения от автономных транспортных средств до торговых автоматов.

Двухканальный инкрементальный энкодер на выходе имеет два сигнала, которые обычно обозначаются как канал А и канал В. Данные сигналы называются квадратурными, потому что между ними существует смещение фазы в 90 градусов (см. рис.1)


Рис.1

Разработчики могут использовать эту разницу фаз для определения направления вращения. В случае вращения в одном направлении сигнал в канале А изменяется от низкого уровня к высокому раньше чем в канале В, то есть канал А ведет канал В. При вращении в противоположном направлении канал В ведет канал А. Направление вращения серводвигателя определяется при помощи датчиков установленных на валу двигателя (см. рис.2 ниже).


Рис. 2 Использование сигналов каналов А и В для определения вращения

Сигналы каналов А и В также используются для определения положения ротора. При регистрации квадратурного сигнала выполняется подсчет переходов сигнала от низкого уровня к высокому и от высокого к низкому, в обоих каналах. Такой подсчет дает четыре отсчета для каждого цикла сигнала. Таким образом, по количеству отсчетов на оборот, можно определить положение вала с точностью большей, чем базовое разрешение энкодера, который определяет положение по количеству отсчетов на один оборот (которое иногда называют количеством линий на оборот — в случае оптического энкодера), см. рис. 3 ниже.


Рис. 3

Трехканальный инкрементальный энкодер состоит из каналов А и В, и дополнительного опорного канала, обозначаемого как индекс. Индексный канал генерирует один отсчет на оборот при прохождении вала определенного положения. Импульс индексного канала может быть стробированным или не стробированным. Фронты не стробированного импульса индексного канала не совпадают с фронтами импульсов в каналах А и В. Фронты стробированного импульса индексного канала будут совпадать с высоким или низким уровнем в одном или обоих каналах А и В. Обычно используют стробированный канал индекс, который совпадает с сигналом в каналах А и В. См. рис.4


Рис. 4. Временная диаграмма трехканального инкрементального энкодера с сравнением синхронизированного и не синхронизированного импульса в индексном канале.

Индексный сигнал обычно используется для определения центрального положения, исходного положения точки обнуления или нулевой отметки. Он часто используется в сочетании с некоторым типом датчика приближения, который обеспечивает определение приближения к начальному положению. Все три выхода энкодера: А, В и индекс могут быть как с несимметричными, так и с симметричными выходами. Несимметричный выход сравнивается с сигналом земля (GND) источника питания энкодера. Подобный энкодер требует только одного провода для каждого канала плюс два провода к источнику питания (показаны на рис. 5). Несимметричные выходы энкодера, как правило, TTL совместимы, для их подключения желательно использовать как можно более короткие проводники, чтобы минимизировать ухудшение сигнала и проблемы с электрическими помехами. Энкодер с одним несимметричным выходом может быть экономичным решением для ОЕМ производителей.

Выходы дифференциальной линии драйвера более невосприимчивы к электрическим помехам, чем сигналы несимметричных линий, потому дифференциальные линии могут быть большей длины. Эти выходы являются комплементарными сигнальными парами, когда сигнал имеет высокий уровень, а другой низкий, как это показано на рисунке 6. Каждый дифференциальный выход требует двух проводов; обычно используют витые пары для увеличения помехоустойчивости. Драйверы дифференциальной линии имеют низкий импеданс, что делает устойчивыми к помехам. Они должны быть подключены к высокоимпедансными дифференциальным приемникам для подавления синфазного шума. Комплементарные выходы обрабатываются приемниками дифференциальной линии, таким образом, чтобы требуемый сигнал мог быть восстановлен без шумов и искажений, как это показано на рис.7. Эти преимущества связаны с дополнительными затратами для схем дифференциальных драйверов линий и дополнительных сигнальных линий.


Рис. 5. Схема подключения трехканального энкодера с несимметричным выходом

Выходы дайвера дифференциальных линий, как правило, более устойчивы в отношении электрических помех в сравнении с однопроводными линиями. Эти выходы являются комплементарными, потому, когда сигнал в одной линии высокого уровня, в другой линии он низкого уровня, как это показано на рис.6. Каждая дифференциальная пара состоит из двух проводов; обычно витые пары используются для повышения помехоустойчивости сигнальных линий. Дифференциальные линейные драйверы имеют низкий импеданс, что делает устойчивыми к помехам. Они должны быть подключены к высокоимпедансными дифференциальным приемникам для подавления синфазного шума. Комплементарные выходы обрабатываются приемником дифференциальной линии таким образом, чтобы необходимый сигнал мог быть восстановлен без шумов и искажений, как это показано на рис. 7. Такие преимущества увеличивают цену решения, в связи с высокой стоимостью дифференциальных линейных драйверов и дополнительных сигнальных линий.


Рис.6. Временная диаграмма драйвера дифференциальной линии энкодера 


Рис. 7. Обработка дифференциального сигнала линейным драйвером 

Устройство и принцип работы.

Энкодер / преобразователь угловых перемещений — устройство, предназначенное для преобразования угла поворота вращающегося объекта (вала) в электрические сигналы, позволяющие определить угол его поворота.

Широко применяются в промышленности.

Энкодеры подразделяются на инкрементальные и абсолютные, которые могут достигать очень высокого разрешения.

Инкрементальный энкодер выдает за один оборот определенное количество импульсов. А абсолютные энкодеры позволяют в любой момент времени знать текущий угол поворота оси, в том числе и после пропадания и восстановления питания. А многооборотные абсолютные энкодеры, кроме того, также подсчитывают и запоминают количество полных оборотов оси.

Энкодеры могут быть как оптические, резисторные, так и магнитные и могут работать через шинные интерфейсы или промышленную сеть.

Преобразователи угол-код практически полностью вытеснили применение сельсинов.

    1. Инкрементальные энкодеры.

Инкрементальные энкодеры предназначены для определения угла поворота вращающихся объектов. Они генерируют последовательный импульсный цифровой код, содержащий информацию относительно угла поворота объекта. Если вал останавливается, то останавливается и передача импульсов. Основным рабочим параметром датчика является количество импульсов за один оборот. Мгновенную величину угла поворота объекта определяют посредством подсчёта импульсов от старта. Для вычисления угловой скорости объекта процессор в тахометре выполняет дифференцирование количества импульсов во времени, таким образом показывая сразу величину скорости, то есть число оборотов в минуту. Выходной сигнал имеет два канала, в которых идентичные последовательности импульсов сдвинуты на 90° относительно друг друга (парафазные импульсы), что позволяет определять направление вращения. Имеется также цифровой выход нулевой метки, который позволяет всегда рассчитать абсолютное положение вала.

    1. Абсолютные энкодеры.

Абсолютные энкодеры, как оптические, так и магнитные имеют своей основной рабочей характеристикой число шагов, то есть уникальных кодов на оборот и количество таких оборотов, при этом не требуется первичной установки и инициализации датчика. Поэтому абсолютные энкодеры не теряют свою позицию при исчезновении напряжения.

Наиболее распространённые типы выходов сигнала — это код Грея, параллельный код, интерфейсы Profibus-DP, CANopen, DeviceNet, SSI, LWL, через которые также осуществляется программирование датчиков.

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.

Рисунок 2 — 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.

Принцип работы и функции кодировщика — Знания

После того, как энкодер генерирует электрический сигнал, он обрабатывается ЧПУ с цифровым управлением, программируемым логическим контроллером PLC, системой управления и т. Д. Эти датчики в основном используются в следующих областях: станки, обработка материалов, системы обратной связи двигателя, измерения и аппаратура управления. Преобразование углового смещения в энкодере ELTRA использует принцип фотоэлектрического сканирования. Система считывания основана на вращении радиальной индексной пластины, которая состоит из чередующихся светопропускающих и непрозрачных окон. Вся эта система использует источник инфракрасного света для вертикального освещения, так что свет проецирует изображение на пластине на поверхность приемника, которая покрыта слоем решетки, называемым коллиматором, который имеет то же окно, что и оптический диск. Работа приемника состоит в том, чтобы чувствовать изменение света, вызванное вращением диска, а затем преобразовывать изменение света в соответствующее электрическое изменение. Как правило, угловой энкодер также может получать сигнал скорости, который должен быть возвращен в инвертор для корректировки выходных данных инвертора. Явление неисправности: 1. Когда поворотный энкодер сломан (нет выхода), инвертор не может нормально работать и становится очень медленным, и через некоторое время инвертор защищает и отображает» PG disable» … комбинированное действие может только работать. Чтобы электрический сигнал поднялся до более высокого уровня и произвел прямоугольный импульс без каких-либо помех, он должен обрабатываться электронной схемой. Подключение и параметры энкодера pg Режим соединения между векторным инвертором и энкодером pg должен соответствовать модели энкодера pg. Вообще говоря, модель PG энкодера делится на три типа: дифференциальный выход, выход с открытым коллектором и двухтактный выход. Метод передачи сигнала должен учитывать интерфейс карты PG инвертора, поэтому выберите подходящую модель карты PG или установите ее разумно. .

Энкодеры обычно делятся на инкрементные типы и типы, и у них есть различия: в случае инкрементальных энкодеров положение определяется количеством импульсов, вычисленных от нулевой метки, а положение типового энкодера определяется выходным кодом Чтение в порядке. В кружке считывание выходного кода каждой позиции — да; Следовательно, при отключении питания типовой энкодер не отделяется от фактического положения. При повторном включении питания показание положения остается текущим и действительным; В отличие от инкрементальных энкодеров, вы должны искать нулевую метку.

Теперь производители энкодеров выпускают целую серию, которая, как правило, специализирована, например энкодеры для лифтов, специальные энкодеры для станков, специальные энкодеры для серводвигателей и т. Д., И все энкодеры являются интеллектуальными, с различными типами. устройств.

Энкодер — это устройство, которое преобразует угловое или линейное смещение в электрические сигналы. Первый называется кодовым колесом, а второй — мерилом. По способу считывания энкодеры можно разделить на два типа: контактный и бесконтактный. Тип контакта использует щетку для вывода, а щетка контактирует с проводящей областью или изолирующей областью, чтобы указать статус кода. Это» 1″ или» 0&quot ;; бесконтактным принимающим чувствительным элементом является светочувствительный элемент или магниточувствительный элемент. Когда используется светочувствительный элемент, светопропускающая область и непрозрачная область используются, чтобы указать, является ли состояние кода» 1″ или» 0″ .

По принципу работы энкодеры можно разделить на два типа: инкрементальные и типовые. Инкрементальный энкодер преобразует смещение в периодический электрический сигнал, а затем преобразует этот электрический сигнал в счетный импульс, и количество импульсов используется для указания величины смещения. Каждой позиции типового энкодера соответствует определенный цифровой код, поэтому его индикация относится только к начальной и конечной позициям измерения и не имеет ничего общего со средним процессом измерения.

Инкрементальный энкодер выдает импульсы при вращении и знает свое положение через счетное оборудование. Когда энкодер не двигается или отсутствует питание, внутренняя память счетного оборудования используется для запоминания положения. Таким образом, когда питание отключено, энкодер не может двигаться. Когда питание включено, энкодер не может потерять импульс из-за помех во время импульсного выхода. В противном случае нулевая точка счетного устройства сместится, и это отклонение невозможно узнать величину смещения, только после появления неправильных результатов производства. Решение — увеличить точку отсчета. Каждый раз, когда энкодер проходит референтную точку, референтная позиция корректируется в позицию памяти счетного устройства. Перед контрольной точкой точность положения не может быть гарантирована. По этой причине в промышленном контроле есть такие методы, как сначала нахождение контрольной точки для каждой операции, включение машины и т. Д. Такой энкодер определяется механическим положением энкодера, и на него не влияют сбой питания или помехи.

Характеристики каждого положения энкодера, определяемого механическим положением, не нужно запоминать, не нужно искать контрольную точку и не нужно постоянно считать. Когда ему нужно знать позицию, когда читать ее позицию. Таким образом, характеристики защиты от помех кодера и надежность данных значительно улучшаются.

Поскольку энкодер явно превосходит инкрементальный энкодер в позиционировании, он все чаще используется в промышленном управлении позиционированием. Из-за его высокой точности выходные цифры кодировщика типа большие. Если параллельный выход все еще используется, каждый выходной сигнал должен быть хорошо подключен. Для более сложных условий работы его необходимо изолировать. Количество соединительных кабелей большое. Из-за множества неудобств и снижения надежности кодеры обычно используют последовательный выход или выход шины в виде многоразрядного выхода. Последовательный вывод кодировщиков немецкого производства обычно используется как SSI (синхронный последовательный вывод).

Многооборотный энкодер. Производитель энкодера использует принцип часового механизма. Когда центральное кодовое колесо вращается, другой набор кодовых дисков (или несколько наборов шестерен, несколько наборов кодовых дисков) приводится в движение шестернями, и количество оборотов добавляется к однооборотному кодированию. Кодирование, чтобы расширить диапазон измерения энкодера, такой энкодер называется многооборотным энкодером, он также определяется механическим кодом положения, каждый код положения не повторяется без необходимости запоминания. Еще одним преимуществом многооборотного энкодера является то, что из-за большого диапазона измерения фактическое использование часто более богатое, поэтому нет необходимости находить точку изменения во время установки, и определенное промежуточное положение может использоваться в качестве отправной точки, что значительно упрощает установку и отладку. Многооборотные энкодеры имеют очевидные преимущества при позиционировании по длине, и они все чаще используются в промышленном управлении позиционированием.

Энкодеры — датчики линейных и круговых перемещений — Статті та публікації — Прес-Центр

Невозможно представить работающую технологическую линию без движения. Задачи, которые решаются с помощью механических операций в промышленности, охватывают до 80% общего производственного цикла. Все элементарные движения можно разделить на круговые и линейные.

При сложении элементарных операций перемещения, в общую задачу включаются и ошибки каждой отдельной манипуляции. Результатом этого может быть остановка сложного механизма. Для исключения ошибок необходима надежная обратная связь, которая имеет первостепенное значение для любой технической задачи. Отдельным требованием, относительно работы технологических агрегатов, является оптимизация времени движения по заданной траектории.


Рис. 1

Для решения подобной задачи, необходимо не просто точно оценить скорость движения агрегатных узлов, но и обеспечить линейную характеристику оценки позиции механизма в широком диапазоне изменения скоростей. Типичным и самым недорогим решением является использование оптических или индуктивных датчиков в системе с зубчатым диском (рис. 1).

Это решение, за счет бесконтактного метода контроля, имеет ряд преимуществ:

  • бесшумная работа,
  • отсутствие механического износа,
  • продолжительный срок службы.

Рис. 2

На первый взгляд — самая удачная методика, преимуществами которой являются простота и дешевизна. Однако стоит оценить ее работу в промышленных условиях, которые характеризуются существенным количеством жирных отложений, пылевзвесей и механических вибраций (рис. 2).

Наиболее простым решением указанных проблем, является использование отдельного устройства — энкодера, преобразующим круговое перемещения в контрольные единицы. К основным характеристикам энкодеров можно отнести разрешающую способность (количество импульсов на оборот), максимальную частоту импульсов.

Наиболее простым является устройство магнитного энкодера, работающего по принципу датчика Холла. Однако, недостатками магнитного энкодера является отсутствие контроля направления движения и невысокая точность. Именно поэтому многие ведущие производители, такие как Siemens, Honeywell, Autonics, Mitsubishi освоили более практичный с точки зрения точности и повторяемости результатов метод — принцип фотоэлектронного сканирования, которое дает возможность получать разрешение, измеряемое в долях миллиметра для линейных перемещений, и доли градуса — для угловых. Такие энкодеры находят разнообразное применение в измерении длины при размотке катушек (рулонных в полиграфии, бобин с кабелем), в качестве инструмента для оценки скорости и положения в системах упаковывания.

Принцип работы оптического энкодера основан на пересечении луча оптопары (светодиоды и фототранзисторы) с размеченным диском, установленным на валу (рис. 3). В зависимости от частоты разметки диска определяется разрешающая способность датчика и, как следствие, точность измерения перемещения. Существует несколько разновидностей энкодеров, наиболее используемые из которых инкрементальный (импульсный), где происходит последовательный счет меток перемещения и абсолютный, когда для каждого положения вала существует индивидуальный бинарный код. Инкрементальный энкодер предназначен для формирования импульсов, которые считываются вторичным устройством, позволяющим определить направление движения или углового смещения наблюдаемого механизма. Обычно инкрементальные энкодеры производятся с тремя импульсными выходами. Два из которых определяют скорость и направление движения (канал А и В).


Рис. 3. Принцип работы оптического энкодера инкрементального типа

Последовательности импульсов этих выходов сдвинуты друг относительно друга на 1/4 периода, что реализовано сдвигом оптического диска и расположением оптических пар «излучатель-приемник». Третья последовательность импульсов служит для определения позиции (канал Z). Этот канал формирует импульс нулевой отметки на один оборот, что позволяет корректировать ошибки в пределах каждого оборота. А подсчетом импульсов за один оборот от нулевой точки может определяться текущее абсолютное положение вращаемого вала. Для нанесения меток на диск используется лазер со специальным алгоритмом калибровки, что позволяет наносить метки с точностью до 10 мкм. В производстве энкодеров Южнокорейской компании Autonics используется специальный материал диска DREXON, который не боится ни воды, ни сухого пара, а его полимерная основа является гарантом долговечности диска энкодера. Его исключительным оптическим качеством является прозрачность, которая не зависит от времени эксплуатации и мало чувствительна к окружающим условиям (материал можно просто прокипятить в воде).

Не стоит останавливать выбор на энкодере с максимальным разрешением. В каждом отдельном случае энкодер должен подбираться под существующую задачу. Система подачи заготовки, при обработке металлических поверхностей, должна обеспечивать точность позиционирования, поэтому в этом случае высокое разрешение играет немаловажную роль. А вот для систем стабилизации скорости подойдет энкодер с относительно небольшим разрешением, который при одинаковой частоте следования импульсов можно применять для высоких угловых скоростей. По конструкции вала их можно разделить на энкодеры с цельным и полым валом. Первые обычно поставляются с переходной муфтой, которая соединяет вал энкодера и вал механизма (двигателя) (рис. 4).

а) б)

Рис. 4. Энкодеры с цельным (а) и полным (б) валом

Использование соединительной муфты может оказывать негативное влияние на точность системы при недостаточно жесткой фиксации. Муфта должна обеспечивать надлежащее сцепление с контролируемым механизмом и обеспечивать передачу скорости без искажений. Недостаточно высокая жесткость валов между контролируемым элементом и энкодером приводит к возникновению динамических ошибок.

Для исключения люфтов, механического гистерезиса, растяжения ремня передачи, а соответственно и ошибок могут быть использованы энкодеры с полым валом. Они насаживаются непосредственно на вал двигателя или исполнительного механизма. Кроме того, в любой измерительной системе или системе с обратной связью предпочтительно, чтобы энкодер находился как можно ближе к приводу, так как это позволяет уменьшить вероятность возникновения резонансов, которые негативным образом влияют на технические характеристики системы сервоуправления, в особенности при значительной частоте вращения.

Применение нескольких оптических головок в конструкции энкодеров Autonics дает возможность скомпенсировать влияние радиального биения подшипников на точность угловых измерений.

Вторичным устройством инкрементальных энкодеров обычно служат счетчики импульсов или высокоскоростные дискретные входы контроллеров. Если счетчик имеет выход TTL (Line drive), то его можно прямо подключать на частотный преобразователь через предназначенный вход обратной связи.

Подводя итог можно отметить, что область использования энкодеров безгранична. Они подходят практически для любой задачи измерения расстояний и угловых перемещений.

А.В. Горобец, СВ АЛЬТЕРА, г. Киев

Полная версия статьи

Полезные ссылки

принцип работы и применение – Tokzamer

Инкрементальным энкодером называют датчик, показывающий данные о вращении вала, на котором он установлен. Сведения выдаются в форме нескольких последовательностей импульсов. На основе данных система управления определяет расположение и скорость вращения вала.

Виды

Существует два типа энкодеров:

1. Инкрементального типа. Устройства данного типа могут выдавать импульсный код для каждого отдельного положения вала электрического мотора. При помощи данных устройств можно узнать скорость вращения вала во время отключения электрического питания, если невозможно сохранить сведения об абсолютном угловом положении.

2. Абсолютного типа. Модель способна выдавать цифровые коды относительно отдельно взятого расположения вала, поэтому можно определять углы поворота даже после отключения электрического питания.

Принцип действия инкрементального энкодера

Пошаговый энкодер формирует импульсы, количество которых строго отвечает повороту вала на определенный угол. Данная разновидность энкодеров формирует импульсы, количество которых соответствует повороту вала на определенный угол. Данный тип устройств (в отличие от абсолютных) не формирует код положения вала, когда последний находится в покое.

Особенности конструкции

Устройство состоит из следующих составляющих элементов:

1. Специальный диск, на который нанесены соответствующие отметки.

2. Источник света.

3. Схемы для обработки сигналов.

4. Фототранзисторная сборка.

Области применения

Благодаря использованию устройств можно точно управлять оборудованием на производстве (речь идет об оснащении с движущимися частями). Это дает возможность осуществлять действенную автоматизацию различных производственных процессов. Дополнительно применение энкодеров расширяет возможности оснащения, которое имеет электроприводы.

Устройства нашли применение во многих сферах. Например, инкрементальные энкодеры используются в текстильном и печатном производстве, где они дополняются аппаратами для обработки данных.

В медицинском оборудовании датчики-энкодеры используются в ЭМРТ. Они нужны для полного исключения влияния магнитного поля. В данном случае корпус изготавливается из непроводящего материала.

В телекоммуникационной области устройства задействуются для выявления расположения и направленности антенны. Нередко можно использовать их для работы в жестких условиях.

Еще датчики нашли применение в области альтернативной энергетики. Например, их ставят на программируемых датчиках, которые используются в солнечной ферме. Они производятся из специализированных материалов, отличающихся стойкостью к попаданию ультрафиолета и влаги

Если для ваших задач необходим инкрементальный энкодер, то выбрать его можно здесь https://innodrive.ru/catalog/inkrementalnyy-yenkoder/.

Энкодер — это… Что такое Энкодер?

Оптические энкодеры

Оптические энкодеры имеют жёстко и закреплённый соосно валу стеклянный диск с прецизионной оптической шкалой. При вращении объекта оптопара считывает информацию, а электроника преобразовывает её в последовательность дискретных электрических импульсов. Абсолютные оптические энкодеры — это датчики угла поворота, где каждому положению вала соответствует уникальный цифровой выходной код, который наряду с числом оборотов является основным рабочим параметром датчика. Абсолютные оптические энкодеры, так же как и инкрементальные энкодеры, считывают и фиксируют параметры вращения оптического диска.

Магнитные энкодеры

Магнитные энкодеры с высокой точностью регистрируют прохождение магнитных полюсов вращающегося магнитного элемента непосредственно вблизи чувствительного элемента, преобразуя эти данные в соответствующий цифровой код.

Механические и оптические энкодеры с последовательным выходом

Содержат диск из диэлектрика или стекла с нанесёнными выпуклыми, проводящими или непрозрачными участками. Считывание абсолютного угла поворота диска производится линейкой переключателей или контактов в случае механической схемы и линейкой оптронов в случае оптической. Выходные сигналы представляют собой код Грея, позволяющий избавиться от неоднозначности интерпретации сигнала.

Крепление

Представленные датчики соединяются с вращающимся объектом посредством нормального или полого вала, последний может быть как сквозным, так и несквозным (тупиковым). Вал вращающегося объекта и вал энкодера соединяют механически при помощи гибкой или жёсткой соединительной муфты. В качестве альтернативы энкодер монтируют непосредственно на вал объекта, если энкодер имеет полый вал. В первом случае вероятная несоосность и допустимые биения компенсируются деформацией гибкой втулки. Во втором возможна фиксация энкодера посредством штифта.

Ссылки

Примечания

См. также

Типы поворотных, линейных, позиционных и оптических энкодеров

Изображение предоставлено Мати Нусерм/Shutterstock.com

Кодировщики — это чувствительные устройства, целью которых является обеспечение обратной связи о движении объектов для систем управления. Эта обратная связь позволяет системе управления установить, правильно ли перемещается или позиционируется отслеживаемый объект, и позволяет выполнять корректировки или предпринимать действия на основе движения и положения объекта.

Кодировщики

обычно используются для измерения одного или нескольких конкретных параметров объекта, таких как его скорость, положение, направление, или для обеспечения подсчета объекта или некоторого связанного значения. Простой пример того, как можно использовать кодер, — это приложение для обрезки по размеру. Представьте себе операцию резки или станок, предназначенный для регулярного производства материала определенной фиксированной длины. Сырье, такое как ткань, непрерывно подается в машину с катушки. Машина должна определить, когда материал нужной длины был подан с катушки на конвейер машины, а затем дать указание режущему лезвию пройти по материалу точно в нужный момент, чтобы получить материал нужной длины. .Энкодер используется в таких приложениях, как это, чтобы сообщить схеме управления станком, когда делать разрез.

В этой статье будут рассмотрены различные типы энкодеров, дано общее представление об их функционировании, а также представлена ​​информация по выбору и важные характеристики.

Типы энкодеров

Существует несколько различных способов характеристики энкодеров для приложений управления перемещением. Наиболее распространенный подход состоит в том, чтобы охарактеризовать эти устройства по типу контролируемого движения, будь то линейное (прямолинейное) или вращательное.Тремя наиболее распространенными типами энкодеров являются линейные энкодеры, угловые энкодеры и угловые энкодеры.

Датчики линейных перемещений

Линейные энкодеры имеют дело с перемещением объектов по траектории или линии, например, в упомянутом ранее приложении для резки по заданной длине. Этот тип энкодера использует датчик для измерения движения или расстояния между двумя точками, иногда с использованием кабеля (большие расстояния) или небольшого стержня (меньшие расстояния). В этих случаях кабель прокладывается между преобразователем энкодера и движущимся объектом.Когда объект движется, преобразователь собирает данные с кабеля и выдает аналоговый или цифровой выходной сигнал, который используется для определения движения или положения объекта.

Датчики вращения

Датчики вращения используются для обеспечения обратной связи о движении вращающегося объекта или устройства, например вала двигателя. Энкодер преобразует угловое положение движущегося вала в аналоговый или цифровой выходной сигнал, который затем позволяет системе управления установить положение или скорость вала.

Угловые энкодеры могут содержать валы или могут иметь конструкцию, известную как энкодеры со сквозным отверстием, что означает, что они могут быть установлены непосредственно на вершине вращающегося вала, такого как вал двигателя. Энкодеры со сквозным отверстием доступны в различных размерах и имеют варианты крепления с помощью зажима или установочного винта, что делает их пригодными для крепления в приложениях проектирования машин. Фланцы используются для позиционирования энкодера и предотвращения его вращения вместе с движущимся валом.

Датчики угла

Угловые энкодеры

похожи на угловые энкодеры в том, что они отслеживают и обеспечивают обратную связь по вращательному движению, но они отличаются тем, что угловые энкодеры, как правило, обеспечивают более высокую точность.

Абсолютные и инкрементальные энкодеры

Как линейные, так и угловые энкодеры доступны как в абсолютном, так и в инкрементном энкодерах, что описывает желаемый выходной сигнал для энкодера. В случае абсолютного энкодера выходной сигнал, генерируемый устройством, представляет собой уникальный набор цифровых битов, соответствующих определенному положению измеряемого объекта. Даже при отключении питания абсолютный энкодер по своей конструкции может определять положение объекта, поскольку с каждым положением связан определенный цифровой сигнал.

Абсолютные угловые энкодеры

доступны как в однооборотном, так и в многооборотном исполнении. Однооборотные энкодеры способны предоставлять информацию в пределах одного оборота вала. Многооборотные энкодеры способны предоставлять информацию о положении на протяжении многих оборотов положения вала, даже большого числа оборотов.

Абсолютные энкодеры

используются в приложениях, где важно знать точное положение объекта. Они также используются в ситуациях, когда машина или процесс бездействует в течение большого процента времени или движется очень медленно.

Инкрементальные энкодеры используют более простой метод подсчета движения и полагаются на определение положения объекта путем подсчета количества импульсов, а затем используют этот счет для вычисления положения. Поскольку они основаны на подсчете импульсов, нет уникальной цифровой подписи, которую можно использовать для определения абсолютного положения. Следовательно, в случае потери питания инкрементальные энкодеры должны быть привязаны к исходному положению или контрольной точке, чтобы счетчик можно было сбросить, а затем использовать для вычисления относительного перемещения.Один из способов представить разницу состоит в том, что инкрементальные энкодеры измеряют относительное перемещение относительно некоторой точки отсчета, тогда как абсолютные энкодеры измеряют положение напрямую, используя уникальный код сигнала, который непосредственно отражает положение.

Технологии датчиков энкодера

Существует несколько различных технологий обнаружения, которые можно использовать в кодере для обнаружения движения или положения. Наиболее распространенные технологии датчиков, которые используются в конструкциях энкодеров, включают:

  • Оптический
  • Магнитный
  • Емкостный

Оптические энкодеры

Оптические энкодеры являются наиболее точными из всех методов измерения.Вращающийся оптический энкодер состоит из источника света, такого как светодиод, и вращающегося диска, на котором изображен ряд непрозрачных линий и чередующихся полупрозрачных прорезей. Когда свет проходит через вращающийся диск, фотодатчик, установленный на противоположной стороне диска, улавливает свет и генерирует синусоидальный электрический сигнал, который соответствует наличию света, обнаруживаемого в полупрозрачных щелях, и отсутствию света в непрозрачных линиях. Затем электрическая цепь преобразует синусоидальный сигнал в сигнал прямоугольной формы, который представляет собой серию высоких и низких импульсов.Эти импульсы отправляются в схему управления, которая может использоваться для измерения количества импульсов при вращении энкодера и использования этих данных для определения положения вращающегося вала или для управления некоторыми действиями на основе движения или положения.

Магнитные энкодеры

Магнитные энкодеры основаны на обнаружении изменения магнитного потока для определения движения и положения объекта. Магнитный поворотный энкодер состоит из намагниченного диска с рядом магнитных полюсов, расположенных по его окружности.Датчик расположен рядом с диском, и когда диск вращается, датчик обнаруживает изменение магнитного поля, поскольку различные полюса на поверхности диска проходят рядом с датчиком. Изменяющееся магнитное поле используется для генерации синусоидального выходного сигнала, который может быть преобразован в прямоугольный импульс для подсчета с помощью схемы управления. Датчик, используемый в этих энкодерах, может либо использовать эффект Холла, который обнаруживает изменение напряжения, либо может быть магниторезистивным датчиком, который может непосредственно обнаруживать изменение магнитного поля.

Емкостные энкодеры

Емкостные энкодеры представляют собой относительно новую технологию датчиков для проектирования энкодеров. Принцип работы основан на обнаружении изменения емкости с помощью высокочастотного опорного сигнала. Например, в поворотном емкостном энкодере для кодирования сигнала используется трехкомпонентная компоновка: стационарный передатчик, ротор и стационарный приемник. Передатчик генерирует высокочастотный электрический сигнал или ток, который проходит через ротор к приемнику.Синусоидальный рисунок, отштампованный на металлическом роторе, модулирует сигнал переменного тока по мере вращения ротора, а приемник преобразует модулированный сигнал в серию выходных импульсов, которые можно использовать для установления приращений вращательного движения. Ротор создает изменяющееся емкостное сопротивление между сигналом, генерируемым передатчиком, и металлом на роторе, что вызывает предсказуемые и повторяющиеся искажения в поле переменного тока.

Квадратурные энкодеры

Хотя одноканальные энкодеры могут использоваться для определения движения и движения, они имеют недостаток, заключающийся в том, что они не могут определить направление движения.В поворотном энкодере, например, движение по часовой стрелке будет генерировать тот же выходной сигнал, что и движение против часовой стрелки, поэтому электрический выход энкодера не может определять направление вращения, а только величину движения. Этот недостаток можно устранить, используя так называемый квадратурный энкодер.

Квадратурные энкодеры

используют два выходных канала, электрические выходные сигналы которых не совпадают по фазе. Для этого кодовый диск внутри квадратурного энкодера будет содержать две дорожки — по одной для каждого из двух сигнальных каналов A и B.Кодирование этих дорожек на кодовом диске таково, что при генерации сигналов (скажем, с помощью оптического источника света) импульс прямоугольной формы из канала А электрически не совпадает по фазе на 90 o с импульсом прямоугольной формы из канала В. Например, в случае поворотного энкодера, который вращается в направлении по часовой стрелке, прямоугольные импульсы канала A будут опережать импульсы канала B, а когда направление вращения переключается на вращение против часовой стрелки, импульсы канала B будут опережать импульсы канала B. те канала А.Таким образом, использование двух сигнальных каналов, сдвинутых по фазе, позволяет схеме управления, получающей выходные импульсы энкодера, различать направленность движения. Тот же принцип применим к энкодерам линейного движения.

Инкрементальные квадратурные энкодеры часто добавляют дополнительный сигнальный канал, называемый маркером или индексом, который служит для установления контрольной точки, которую затем можно использовать для определения положения, а также направления движения.

Соображения по выбору

Выбор кодировщика требует понимания условий окружающей среды приложения и желаемых уровней производительности.Ниже приведены некоторые соображения по выбору, которые следует учитывать при принятии решения о выборе источника кодировщика.

  1. Какой тип движения отслеживается – линейный или вращательный?
  2. Какие параметры измеряются – положение, скорость движения?
  3. Важна ли запись направления? – это поможет установить, будет ли достаточно одноканального кодера или потребуется многоканальный кодер.
  4. Каковы конкретные условия окружающей среды, которым будет подвергаться энкодер? – это поможет определить наиболее подходящую технологию измерения для энкодера.Это включает потенциальное воздействие:
    1. Пыль
    2. Влага
    3. Едкие или коррозионно-активные химикаты
    4. Шок
    5. Вибрация
    6. Экстремальные температуры
  5. Может ли предполагаемое приложение выполнить возврат в исходное положение в случае потери питания? Это поможет установить потребность в инкрементальных и абсолютных энкодерах.
  6. Какое разрешение необходимо для измерения?
  7. Каковы электрические требования к системе? – это включает рассмотрение выходного интерфейса, такого как интерфейсы «точка-точка», интерфейсы полевой шины или интерфейсы Ethernet.
  8. Какая механическая упаковка и дизайн подходят для применения? – для поворотных приводов это включает в себя выбор энкодера со сквозным отверстием или валом, тип фиксирующего механизма, размер отверстия, а также то, какой энкодер лучше: герметичный или открытый.

Резюме

В этой статье были рассмотрены различные типы энкодеров, технологии их считывания и рекомендации по выбору. Для получения информации по другим темам обратитесь к нашим дополнительным руководствам или посетите платформу поиска поставщиков Thomas, где вы можете найти потенциальные источники поставок для более чем 70 000 различных категорий продуктов и услуг.Для более подробного ознакомления с другими вариантами энкодеров, такими как инкрементальные или абсолютные оптические энкодеры угла наклона вала, см. нашу соответствующую статью о энкодерах угла поворота вала .

 

Источники:
  1. https://www.heidenhain.us/
  2. https://www.arrow.com/
  3. http://encoder.com/blog/company-news/what-is-an-encoder/
  4. https://lastminuteengineers.com/rotary-encoder-arduino-tutorial/
  5. https://cdn.automationdirect.com/static/press/encoder-white-paper.пдф
  6. https://www.cuidevices.com/product-spotlight/capacitive-absolute-encoders
  7. https://www.machinedesign.com/
  8. https://www.motioncontrolonline.org/
  9. https://www.dynapar.com/
  10. http://www.rae.ca/wp-content/uploads/EncoderSelectionGuide.pdf
  11. https://trelectronic.com/
Прочие кодировщики Артикул
Прочие «Типы» изделий

Еще от Автоматизация и электроника

Принцип работы цифрового датчика положения

В этом посте рассматривается принцип работы цифрового датчика положения.Цифровой датчик положения — это датчик, генерирующий цифровой сигнал, пропорциональный положению устройства. Наиболее частое применение этого устройства — приложения для управления движением, например робототехника.

Мы должны различать энкодер вала и линейный энкодер, который соответственно реагирует на вращение и линейное движение. Существует два типа энкодеров — инкрементальный и абсолютный.

Инкрементальные энкодеры генерируют серию импульсов в ответ на движение.Этот датчик не имеет функции памяти. Напротив, абсолютные энкодеры генерируют многобитовые цифровые сигналы и могут напрямую определять фактическое положение. Эти датчики характеризуются функцией памяти.

Инкрементальные датчики в основном используются для контроля положения и скорости, где отсутствие начальной точки не очень важно, поэтому датчик может сбрасываться каждый раз после отключения питания. Абсолютные энкодеры также могут определять положение и скорость, но этот датчик имеет опцию памяти начальной точки, поэтому он может запоминать последнюю точку перед отключением питания.

Эти типы энкодеров очень популярны в производстве. Оптические энкодеры наиболее популярны и широко распространены, особенно поворотные энкодеры. Они используются в электромеханике для определения параметров двигателей.

Вращающиеся оптические энкодеры состоят из источника света, детектора света, кодового диска и процессора сигналов. Диск имеет прозрачные и непрозрачные участки между источником света и детектором. Свет проходит через шаблоны кодового диска, создавая определенные шаблоны сигналов на оптических детекторах, создавая сигналы A и B.

Также имеется сигнал Z, который должен соответствовать нулевой позиции. Детектор отправляет эту информацию процессору, который идентифицирует информацию о вращательном движении. Производитель, CUI, предлагает различные виды поворотных энкодеров – инкрементальные, абсолютные, коммуникационные энкодеры. На рис. 1а изображен оптический энкодер C14 для монтажа на панель, 1b — выходные сигналы.

Рисунок 1. а – инкрементальный оптический энкодер C14 для монтажа на панель от CUI, б – выходные сигналы.Абсолютный оптический энкодер серии MAS36 от CUI

Дополнительные обучающие материалы можно найти в сообществе Reddit r/ElectronicsEasy.

Источники сигналов, источники шума, механизмы связи

Принцип работы и функция энкодера — Знания

После того, как энкодер генерирует электрический сигнал, он обрабатывается ЧПУ с цифровым управлением, программируемым логическим контроллером PLC, системой управления и т. д. Эти датчики в основном используются в следующих областях : станки, обработка материалов, системы обратной связи двигателей, контрольно-измерительное оборудование.Преобразование углового смещения в энкодере ELTRA использует принцип фотоэлектрического сканирования. Система считывания основана на вращении радиальной индексной пластины, состоящей из чередующихся светопропускающих и непрозрачных окон. Вся эта система использует источник инфракрасного света для вертикального освещения, так что свет проецирует изображение с пластины на поверхность приемника, покрытого слоем решетки, называемой коллиматором, который имеет то же окно, что и оптический. диск.Работа приемника состоит в том, чтобы почувствовать изменение света, вызванное вращением диска, а затем преобразовать изменение света в соответствующее электрическое изменение. Как правило, поворотный энкодер также может получать сигнал скорости, который должен быть возвращен в инвертор для корректировки выходных данных инвертора. Неисправность: 1. Когда поворотный энкодер сломан (нет выходного сигнала), инвертор не может нормально работать и становится очень медленным, и через некоторое время инвертор защищает и отображает «отключение PG»…. может работать только комбинированное действие. Чтобы электрический сигнал повышался до более высокого уровня и производил импульс прямоугольной формы без каких-либо помех, это должно быть обработано электронной схемой. Подключение и параметры энкодера pg Режим соединения между инвертором вектора и энкодером pg должен соответствовать модели энкодера pg. Вообще говоря, модель энкодера PG делится на три типа: дифференциальный выход, выход с открытым коллектором и двухтактный выход. Метод передачи сигнала должен учитывать интерфейс карты инвертора PG, поэтому выберите соответствующую модель карты PG или установите ее разумно. .

Энкодеры в основном делятся на инкрементальные и тип, и они имеют отличия: у инкрементальных энкодеров положение определяется количеством импульсов, отсчитываемых от нулевой метки, а положение энкодера типа определяется по выходной код Чтение в порядке. По кругу чтение кода выхода каждой позиции да; Поэтому при отключении питания энкодер типа не отделяется от фактического положения. Если питание снова включается, показания положения остаются текущими и действительными; В отличие от инкрементных энкодеров, вы должны искать нулевую метку.

Теперь производители энкодеров производят полную серию, которая обычно предназначена, например, энкодеры для лифтов, энкодеры для станков, энкодеры для серводвигателей и т. Д., И все энкодеры являются интеллектуальными, с различными типами. Параллельный интерфейс может обмениваться данными. с другими устройствами.

Энкодер представляет собой устройство, преобразующее угловое или линейное смещение в электрические сигналы. Первый называется кодовым колесом, а второй — критерием.По способу считывания энкодер можно разделить на два типа: контактный и бесконтактный. Тип контакта использует щетку для вывода, а щетка контактирует с проводящей областью или изолирующей областью, чтобы указать статус кода. Является ли он «1» или «0»; бесконтактный приемный чувствительный элемент представляет собой фоточувствительный элемент или магниточувствительный элемент. Когда используется светочувствительный элемент, светопропускающая область и непрозрачная область используются для указания того, является ли состояние кода «1» или «0».

По принципу работы энкодеры можно разделить на два типа: инкрементальные и типовые. Инкрементный энкодер преобразует смещение в периодический электрический сигнал, а затем преобразует этот электрический сигнал в счетный импульс, и количество импульсов используется для указания величины смещения. Каждому положению энкодера типа соответствует определенный цифровой код, поэтому его индикация относится только к начальному и конечному положениям измерения и не имеет отношения к среднему процессу измерения.

Вращающийся инкрементный энкодер выдает импульсы при вращении и знает свое положение с помощью счетного оборудования. Когда энкодер не движется или отключается питание, для запоминания положения используется внутренняя память счетного оборудования. Таким образом, когда питание отключено, энкодер не может двигаться. Когда питание включено, энкодер не может потерять импульс из-за помех во время импульсного выхода. В противном случае произойдет смещение нулевой точки счетного устройства, и это отклонение. Величину сдвига узнать невозможно, только после появления неверных производственных результатов.Решение состоит в том, чтобы увеличить контрольную точку. Каждый раз, когда энкодер проходит контрольную точку, эталонная позиция корректируется в позицию памяти счетного устройства. До контрольной точки точность положения не может быть гарантирована. По этой причине в производственном контроле существуют такие методы, как предварительное нахождение точки отсчета для каждой операции, включение машины и так далее. Такой энкодер определяется механическим положением энкодера, и на него не влияют сбои питания или помехи.

Производительность каждого положения энкодера, определяемого механическим положением, не нужно запоминать, не нужно находить контрольную точку и не нужно все время считать. Когда ему нужно знать позицию, когда читать ее позицию. Таким образом значительно улучшаются помехоустойчивые характеристики кодера и надежность данных.

Поскольку энкодер явно превосходит инкрементальный энкодер в позиционировании, он все чаще используется для позиционирования в промышленных системах управления.Из-за высокой точности выходные цифры энкодера типа большие. Если параллельный выход все еще используется, каждый выходной сигнал должен быть правильно подключен. Для более сложных условий работы его необходимо изолировать. Количество соединительных кабелей велико. Из-за множества неудобств и снижения надежности кодеры обычно используют последовательный выход или шинный выход в многоразрядном типе вывода. Последовательный выход энкодеров немецкого производства обычно используется как SSI (синхронный последовательный выход).

Многооборотный энкодер.Производитель энкодера использует принцип часового механизма. Когда центральное кодовое колесо вращается, другой набор кодовых дисков (или несколько наборов шестерен, несколько наборов кодовых дисков) приводится в движение шестернями, и количество оборотов добавляется к однооборотному кодированию. Кодирование, с целью расширения диапазона измерения энкодера, такой энкодер называется многооборотным энкодером, он также определяется механическим кодом положения, каждый код положения не повторяется, без необходимости запоминания.Еще одним преимуществом многооборотного энкодера является то, что из-за большого диапазона измерения фактическое использование часто богаче, поэтому нет необходимости находить точку изменения во время установки, и в качестве отправной точки можно использовать определенное промежуточное положение. что значительно упрощает сложность установки и отладки. Многооборотные энкодеры имеют очевидные преимущества при позиционировании по длине, и они все чаще используются для позиционирования в промышленных системах управления.

Что такое поворотный энкодер? Типы, принцип, работа в деталях — Окружные школы

В этой статье вы узнаете Что такое поворотный энкодер? Какие бывают типы поворотных энкодеров, каков принцип и как работают поворотные энкодеры в деталях.Возможно, вы искали Rotary Encoders и читали статьи о них, но важная информация, которая вам нужна, может быть не показана или не опубликована. Что приводит к вопросам, а не к ответам, которые вам нужны.

Итак, в этой статье мы опускаем бессмысленные вещи и следуем нашему объяснению в простых терминах для , как работает Rotary Encoder и каковы их применения.

Что такое поворотный энкодер?

Датчик вращения, также известный как датчик положения вала , представляет собой датчик, генерирующий электрический сигнал в ответ на вращательное движение.Этот сигнал используется для определения или управления скоростью или положением механического устройства. Энкодер монтируется на цилиндрическом валу и часто используется в сочетании с механическими преобразователями, такими как линейные направляющие и зубчатые рейки, для измерения линейного движения. Вращающиеся энкодеры используются в большом количестве прецизионного оборудования, требующего жесткого контроля положения или скорости, включая, среди прочего, медицинские устройства, робототехнику, сборочные машины и испытательное оборудование.

Технологии, используемые для создания поворотных энкодеров?

  • Механический : Также известен как кондуктивные энкодеры.Серия кольцевых медных дорожек, вытравленных на печатной плате, используется для кодирования информации с помощью контактных щеток, воспринимающих проводящие области. Механические энкодеры экономичны, но подвержены механическому износу. Они распространены в интерфейсах пользователя, таких как цифровые мультиметры.
  • Оптический : в нем используется свет, падающий на фотодиод через прорези в металлическом или стеклянном диске. Также существуют светоотражающие версии. Это одна из самых распространенных технологий. Оптические энкодеры очень чувствительны к пыли.
  • Магнитный на оси : В этой технологии обычно используется специально намагниченный 2-полюсный неодимовый магнит, прикрепленный к валу двигателя. Поскольку его можно закрепить на конце вала, он может работать с двигателями, у которых только 1 вал выходит из корпуса двигателя. Точность может варьироваться от нескольких градусов до менее 1 градуса. Разрешение может быть от 1 градуса до 0,09 градуса (4000 CPR, число оборотов). Плохо спроектированная внутренняя интерполяция может вызвать дрожание выходного сигнала, но это можно преодолеть с помощью внутреннего усреднения выборки.
  • Внеосевой магнитный : В этой технологии обычно используются ферритовые магниты на резиновой связке, прикрепленные к металлической втулке. Это обеспечивает гибкость дизайна и низкую стоимость для пользовательских приложений. Благодаря гибкости многих микросхем внеосевых энкодеров их можно запрограммировать на прием любого количества полюсов ширины, поэтому микросхему можно разместить в любом положении, необходимом для приложения. Магнитные энкодеры работают в суровых условиях, где оптические энкодеры не работают.

Типы поворотных энкодеров:

Энкодеры можно разделить на два основных типа: инкрементальные и абсолютные энкодеры.

  • Инкрементальные энкодеры
  • Абсолютные энкодеры

Инкрементальные энкодеры:

Инкрементальный энкодер немедленно сообщает об изменении положения, что является важной возможностью в некоторых приложениях. Однако он не сообщает и не отслеживает абсолютное положение. В результате, механическую систему, контролируемую инкрементным энкодером, возможно, придется переместить в фиксированную контрольную точку, чтобы инициализировать измерение положения.

Отличительной особенностью инкрементного энкодера является то, что он показывает изменение угла.То есть, когда инкрементальный энкодер включен, он не указывает свое угловое положение до тех пор, пока ему не будет задана опорная точка, от которой он его измеряет.

Абсолютные энкодеры:

Абсолютный энкодер сохраняет информацию о положении при отключении питания от энкодера. Положение энкодера доступно сразу после подачи питания. Соотношение между значением энкодера и физическим положением управляемого механизма устанавливается при сборке; системе не нужно возвращаться к точке калибровки для поддержания точности положения.

Абсолютный энкодер имеет несколько кодовых колец с различными двоичными весами, которые предоставляют слово данных, представляющее абсолютное положение энкодера в пределах одного оборота. Этот тип энкодера часто называют параллельным абсолютным энкодером.

Многооборотный абсолютный энкодер включает в себя дополнительные кодовые колеса и шестерни. Колесо с высоким разрешением измеряет долю вращения, а кодовые колеса с редуктором с более низким разрешением записывают количество полных оборотов вала.

Абсолютный энкодер однозначно указывает свое положение в пределах шкалы или диапазона. То есть, когда абсолютный энкодер включен, он указывает свое угловое положение без необходимости в опорной точке или точке движения.

Как работает поворотный энкодер?

Энкодер имеет диск с равномерно расположенными контактными зонами, которые подключены к общему контакту C и двум другим отдельным контактным контактам A и B, как показано ниже.

Когда диск начнет шаг за шагом вращаться, контакты A и B начнут контактировать с общим контактом, и соответственно будут генерироваться два выходных сигнала прямоугольной формы.

Любой из двух выходов можно использовать для определения повернутого положения, если мы просто посчитаем импульсы сигнала. Однако, если мы хотим также определить направление вращения, нам нужно рассматривать оба сигнала одновременно.

Мы можем заметить, что два выходных сигнала сдвинуты по фазе на 90 градусов относительно друг друга. Если энкодер вращается по часовой стрелке, выход A будет впереди выхода B.

Таким образом, если мы считаем шаги каждый раз, когда сигнал изменяется с высокого на низкий или с низкого на высокий, мы можем заметить, что в это время два выходных сигнала имеют противоположные значения.И наоборот, если энкодер вращается против часовой стрелки, выходные сигналы имеют одинаковые значения. Учитывая это, мы можем легко запрограммировать наш контроллер на считывание положения энкодера и направления вращения.

Каково разрешение поворотного энкодера?

Разрешение поворотного энкодера соответствует максимальному количеству точек, которое он может измерить за один оборот. Для инкрементного энкодера разрешение напрямую связано с количеством импульсов , которое он выдает за один оборот.Для абсолютного кодировщика это связано с числом битов кодирования . Например, 16-битный энкодер будет иметь разрешение 65 536 точек на оборот.

Выбор разрешения энкодера основан на ожидаемом разрешении для приложения и точности механических компонентов, составляющих измерительную цепочку. Энкодер подключается к электронному устройству, контроллеру или счетчику, допускающему максимальную входную частоту, которая должна быть соблюдена. Фактически, инкрементный энкодер с высоким разрешением обеспечивает большее количество импульсов за один оборот, чем инкрементальный энкодер с низким разрешением.В зависимости от скорости вращения, определяемой приложением, выходной сигнал энкодера может иметь более высокую частоту, чем может поддерживать устройство, подключенное к энкодеру. В этом случае следует использовать поворотный энкодер с более низким разрешением.

Применение поворотных энкодеров:

  • Устройства управления дверями.
  • роботов.
  • Машины для снятия кромок с линз.
  • плоттеров.
  • Испытательные машины.
  • Ультразвуковая сварка.
  • Сновальные машины и медицинская техника.
  • Детали сборочных машин.
  • Этикетировочные машины.
  • Графическое отображение осей X и Y.
  • Системы анализа.
  • Сверлильные станки.
  • Смесительные машины.

Преимущества и недостатки поворотных энкодеров:

Преимущества энкодера

  • Высокая надежность и точность
  • Недорогая обратная связь
  • Высокое разрешение
  • Встроенная электроника
  • Предохранители оптической и цифровой техники
  • Может быть включен в существующие приложения
  • Компактный размер

Недостатки энкодера

  • Подвержен магнитным или радиопомехам (магнитные энкодеры)
  • Прямые помехи от источника света (оптические энкодеры)
  • Восприимчив к загрязнениям, маслам и пыли

Если вам нравится эта тема, подпишитесь на наш канал YouTube «Circuit Schools» , чтобы мы могли публиковать больше интересных статей.Если у вас есть какие-либо сомнения, напишите нам в разделе комментариев ниже.

Что такое поворотный энкодер? Строительство, работа и типы


Что такое поворотный энкодер?

В этом посте мы узнаем о поворотном энкодере, а также о его типах. Мы также узнаем о конструкции и работе поворотного энкодера. Помимо всего этого также объясняются приложения, преимущества и недостатки Rotary Encoder.

Датчик вращения, также называемый датчиком положения вала, представляет собой электромеханическое устройство, которое преобразует угловое положение или движение вала или оси в аналоговые или цифровые выходные сигналы.Существует два основных типа поворотных энкодеров: абсолютные и инкрементальные. Выход абсолютного энкодера показывает текущее положение вала, что делает его датчиком угла. Выходной сигнал инкрементного энкодера предоставляет информацию о движении вала, которая обычно обрабатывается где-то еще в такой информации, как положение, скорость и расстояние.

Вращающиеся энкодеры используются в широком спектре приложений, требующих мониторинга или управления, или того и другого, механическими системами, включая промышленные средства управления, робототехнику, фотографические линзы, компьютерные устройства ввода, такие как оптомеханические мыши и трекболы, реометры с регулируемым напряжением и вращающийся радар. платформы.


Технологии кодирования:

1. Токопроводящий: Ряд окружных медных дорожек, вытравленных на печатной плате, используется для кодирования информации. Контактные щетки обнаруживают проводящие участки. Эта форма энкодера теперь редко встречается, кроме как в качестве пользовательского ввода в цифровых мультиметрах.

2. Оптический: В нем используется свет, падающий на фотодиод через прорези в металлическом или стеклянном диске. Также существуют светоотражающие версии. Это одна из самых распространенных технологий.Оптические энкодеры очень чувствительны к пыли.

3. Осевой магнит: В этой технологии обычно используется специально намагниченный 2-полюсный неодимовый магнит, прикрепленный к валу двигателя. Поскольку его можно закрепить на конце вала, он может работать с двигателями, у которых только 1 вал выходит из корпуса двигателя. Точность может варьироваться от нескольких градусов до менее 1 градуса. Разрешение может быть от 1 градуса до 0,09 градуса (4000 CPR, число оборотов). Плохо спроектированная внутренняя интерполяция может вызвать дрожание выходного сигнала, но это можно преодолеть с помощью внутреннего усреднения выборки.

4. Внеосевой магнит: В этой технологии обычно используются ферритовые магниты на резиновой связке, прикрепленные к металлической втулке. Это обеспечивает гибкость дизайна и низкую стоимость для пользовательских приложений. Благодаря гибкости многих чипов внеосевых энкодеров их можно запрограммировать на прием любого количества полюсов ширины, чтобы чип можно было разместить в любом положении, необходимом для приложения. Магнитные энкодеры работают в суровых условиях, где оптические энкодеры не работают.


Типы поворотных энкодеров:
Абсолютный энкодер:

Абсолютный энкодер сохраняет информацию о положении при отключении питания от энкодера.Положение энкодера доступно сразу после подачи питания. Соотношение между значением энкодера и физическим положением управляемого механизма устанавливается при сборке; системе не нужно возвращаться к точке калибровки для поддержания точности положения.

Абсолютный энкодер имеет несколько кодовых колец с различными двоичными весами, которые предоставляют слово данных, представляющее абсолютное положение энкодера в пределах одного оборота. Этот тип энкодера часто называют параллельным абсолютным энкодером.

Многооборотный абсолютный энкодер включает в себя дополнительные кодовые колеса и шестерни. Колесо с высоким разрешением измеряет долю вращения, а кодовые колеса с редуктором с более низким разрешением записывают количество полных оборотов вала.

Инкрементальный энкодер:

Инкрементальный энкодер немедленно сообщает об изменении положения, что является важной возможностью в некоторых приложениях. Однако он не сообщает и не отслеживает абсолютное положение.В результате, механическую систему, контролируемую инкрементным энкодером, возможно, придется переместить в фиксированную контрольную точку, чтобы инициализировать измерение положения.


Как работает поворотный энкодер?

Энкодер имеет диск с равномерно расположенными контактными зонами, которые подключены к общему контакту C и двум другим отдельным контактным контактам A и B, как показано ниже.

Когда диск начнет шаг за шагом вращаться, контакты A и B начнут контактировать с общим контактом, и соответственно будут генерироваться два выходных сигнала прямоугольной формы.

Любой из двух выходов можно использовать для определения повернутого положения, если мы просто посчитаем импульсы сигнала. Однако, если мы хотим также определить направление вращения, нам нужно рассматривать оба сигнала одновременно.

Мы можем заметить, что два выходных сигнала сдвинуты по фазе на 90 градусов относительно друг друга. Если энкодер вращается по часовой стрелке, выход A будет впереди выхода B.

Таким образом, если мы считаем шаги каждый раз, когда сигнал изменяется с высокого на низкий или с низкого на высокий, мы можем заметить, что в это время два выходных сигнала имеют противоположные значения.И наоборот, если энкодер вращается против часовой стрелки, выходные сигналы имеют одинаковые значения. Учитывая это, мы можем легко запрограммировать наш контроллер на считывание положения энкодера и направления вращения.


Применение энкодеров:

Энкодер можно использовать в приложениях, требующих обратной связи по положению, скорости, расстоянию и т. д. Перечисленные ниже примеры иллюстрируют широкие возможности и реализации энкодера:

  1. Сборочные машины
  2. Упаковка
  3. Системы индикации X и Y
  4. Принтеры
  5. Испытательные машины
  6. Станки с ЧПУ
  7. Робототехника
  8. Этикетировочные машины
  9. Медицинское оборудование
  10. Текстиль
  11. Сверлильные станки
  12. Обратная связь двигателя

Преимущества и недостатки поворотных энкодеров:

Преимущества энкодера
1.Высокая надежность и точность
2. Недорогая обратная связь
3. Высокое разрешение
4. Встроенная электроника
5. Комбинация оптических и цифровых технологий
6. Возможность интеграции в существующие приложения
7. Компактный размер

Недостатки энкодера
1. Подвержен магнитным или радиопомехам (магнитные энкодеры)
2. Прямые помехи от источника света (оптические энкодеры)
3. Подвержен загрязнениям, маслам и пыли

Следуйте этим нескольким примерам использования Rotary Encoder с Arduino:
1.Как использовать поворотный энкодер с Arduino
2. Управление цветом светодиодов RGB с помощью поворотного энкодера и Arduino


Видеоруководство и объяснение: Учебное пособие по поворотному энкодеру

| Как работает Rotary Encoder и как его использовать с Arduino

Итак, речь шла о конструкции и работе поворотного энкодера, а также о типах, применении, преимуществах и недостатках. Если у вас есть какие-либо вопросы, прокомментируйте ниже.

Принцип работы оптических энкодеров в качестве датчиков положения

Энкодер — это устройство, которое обеспечивает цифровой выход в результате углового или линейного смещения.

Датчики положения можно разделить на две категории:

  • Инкрементальные датчики, обнаруживающие изменения смещения относительно некоторого исходного положения.
  • Абсолютные энкодеры, отображающие фактическое положение.

Инкрементальные энкодеры

Рассмотрим базовую форму инкрементного энкодера для измерения углового смещения вала, показанную ниже: с валом.Вращающийся диск имеет ряд окон, через которые может проходить луч света и обнаруживаться подходящим датчиком света. Когда вал и диск вращаются, датчик производит импульсный выходной сигнал, при этом количество импульсов пропорционально углу, на который вращается диск. Таким образом, угловое смещение диска и, следовательно, вала, вращающего его, можно определить по количеству импульсов, возникающих при угловом смещении от некоторого исходного положения. Обычно количество окон на диске варьируется от 60 до более тысячи, при этом в мультидорожках слоты на каждой дорожке слегка смещены.

Например, рассмотрим 60 пазов, происходящих за 1 оборот, и поскольку 1 оборот — это поворот на 360°, минимальное угловое смещение, т. е. разрешающая способность, которую можно обнаружить, составляет 360°/60 = 6°. Разрешение инкрементальных энкодеров обычно варьируется от 6° до 0,3° или даже больше.

Связанный: Типы датчиков, используемых в измерениях и управлении технологическими процессами

Абсолютный энкодер

В то время как инкрементный энкодер обнаруживает изменения в смещении от некоторого исходного положения, абсолютные энкодеры обеспечивают фактическое положение.Абсолютный энкодер выдает результат в виде двоичного числа из нескольких цифр, каждое из которых представляет определенное угловое положение. На рисунке ниже показана базовая форма абсолютного энкодера для измерения углового положения.

Рисунок 1(b) Вращающееся колесо абсолютного энкодера: вывод двоичного слова указывает угловое положение

Вращающийся диск абсолютного энкодера, показанный выше, имеет четыре концентрических круга прорезей и четыре датчика для обнаружения световых импульсов.Прорези устроены таким образом, что последовательным выходом датчиков является число в двоичном коде, каждое такое число соответствует определенному угловому положению.

Типичные энкодеры, как правило, имеют до 10 или 12 дорожек. Количество битов в двоичном числе будет равно количеству дорожек. Следовательно, при 10 дорожках будет 10 бит, и, следовательно, количество позиций, которые можно обнаружить, составляет 2 10 , т. е. 1024, разрешение 360°/1024 = 0,35.

Вы также можете прочитать: Контрольно-измерительные датчики и преобразователи – вопросы и ответы с несколькими вариантами ответов (MCQ4)

Нравится:

Нравится Загрузка…

Связанные

Автор: Джон Мулинди

Джон Мулинди является специалистом по промышленным приборам и управлению с большим опытом работы в области электротехники и электроники, измерения процессов, систем управления и автоматизации. Он пишет на технические, а также связанные с бизнесом темы. В свободное время он совершает приключенческие прогулки, смотрит футбол и читает. Просмотреть все сообщения Джона Мулинди

Инкрементальный энкодер (принцип работы, типы, применение, преимущества)

В этом тексте мы объясним общее определение энкодеров и их первого подмножества, инкрементальные энкодеры, классификацию инкрементальных энкодеров и их применение, разницу между инкрементальными и абсолютными энкодерами, а также особенности и преимущества инкрементальных энкодеров.

Кодер вращения представляет собой электромеханическое устройство, которое преобразует вращательное или линейное движение в цифровые или даже аналоговые импульсы или биты в ответ на вращательное движение вала (для использования в различных системах управления и АРН). ).

Таким образом, для каждого полного оборота вала энкодера на 360 градусов формируется цифровой пакет, который затем декодируется другим оборудованием или декодером.

Этот пакет содержит важную информацию, такую ​​как скорость, перемещение, ускорение скорости, угловая скорость или угол поворота, пройденное расстояние и…

Что такое инкрементальный энкодер?

Инкрементный энкодер известен как один из наиболее часто используемых поворотных энкодеров и наиболее распространенный метод измерения положения и скорости в процессорных системах.

Инкрементальный энкодер — это тип энкодера, который создает информацию о положении, угле и числе поворотов и преобразует эту информацию, такую ​​как угловое движение или положение вала , в аналоговый или цифровой код с помощью оптического диск для определения положения или движения.

Инкрементальный энкодер может измерять только относительное перемещение вала или ползуна , а для измерения абсолютного положения необходимо использовать другие средства , а требуется источник питания для обнаружения перемещения .

При каждом включении инкрементного энкодера импульс отсчитывается от 0 , что означает, что положение не сохраняется, и до того, как энкодер начнет отсчет, необходимо получить сброс или исходное положение.

Типы инкрементных энкодеров 

Инкрементальные энкодеры имеют разные конструкции с разными технологиями, каждая из которых имеет свои преимущества и недостатки.Наиболее распространены следующие технологии: 

Квадратурный инкрементный энкодер : Квадратурный энкодер, также известный как инкрементный угловой энкодер, измеряет скорость и направление вращающегося вала. Квадратурные энкодеры могут использовать различные типы датчиков, обычно используются оптические датчики и датчики Холла.

Оптический инкрементный энкодер : Оптический инкрементный энкодер является одним из наиболее широко используемых энкодеров. Эти энкодеры доступны в двух основных типах.Один тип имеет один детектор, а другой — два детектора, также известные как волоконно-оптические энкодеры.

Они экономичны и обеспечивают высокое разрешение. Однако при наличии риска загрязнения пылью, маслом и т. д. система оптического сканирования может работать со сбоями.

Магнитный инкрементный энкодер : В этом энкодере импульсы генерируются магнитами. Эта технология также широко используется в промышленности, поскольку магнитные энкодеры менее подвержены риску загрязнения.

Как работает инкрементальный энкодер?

Инкрементальный энкодер — это устройство, которое генерирует электрические импульсы, если его вал вращается.После перемещения инкрементного энкодера поток двоичных импульсов пропорционален вращению генерируемого вала.

Разность фаз генерируемых импульсов показывает направление движения, а подсчет этих импульсов дает нам положение вала. Инкрементный поворотный энкодер состоит из вращающейся прорези черного цвета и фиксированной прорези между элементами передатчика и приемника.

При вращении вала энкодера свет, излучаемый передатчиком, проходит через эти зазоры и преобразуется приемником в токовый сигнал.Этот сигнал генерирует прямоугольную волну на выходе. Инкрементальный энкодер имеет как минимум 1 выход A или обычно 2 выхода, называемых B и A.

Эти 2 сигнала сдвинуты по фазе друг относительно друга на 90°, что необходимо для обнаружения вращения энкодера. Вращение энкодера создает импульс А, а вращение вала двигателя генерирует импульс В. При перемещении энкодера по часовой стрелке импульс A и при вращении вала по часовой стрелке импульс B опережает импульс A на 90°. который обеспечивает один импульс на оборот.Этот одиночный импульс используется для точного определения исходного положения.

  • Импульсы на революцию (PPR)

    импульсы на революцию или PPR представляют собой энкодер Разрешение .Это количество высоких импульсов, которые энкодер будет иметь на любом из своих прямоугольных выходных сигналов A или B за один оборот, и оно показывает, скольким механическим градусам соответствует каждый импульс и период.

    Инкрементальный энкодер выдает определенное количество импульсов за цикл. Если это число PPR велико, угол между каждым импульсом меньше.

    Приложения 

    Инкрементный энкодер разработан с учетом универсальности и возможности настройки для использования в самых разных приложениях.Существует три широких категории приложений в зависимости от окружающей среды: 

    Heavy Duty : суровые условия окружающей среды с высокой вероятностью загрязнения и влажности, высокой температуры, ударов и вибрации, такие как целлюлоза, бумага, сталь и центры производства древесины.

    Промышленное использование : В пищевой промышленности и производстве напитков, в текстильной промышленности, в общей автоматизации производства для общих условий эксплуатации, требующих стандартных классов защиты IP, умеренной устойчивости к ударам, вибрации и температуре.

    Light Duty/Servo : В робототехнике, электронике и полупроводниках для управления средами с высокими требованиями к точности и температуре.

    Одно из применений этих кодировщиков используется в производстве компьютерного оборудования. Например, в новой мыши с трекболом этот энкодер используется для определения положения мыши. Кодер в этой системе дает нам текущую позицию мыши, подсчитывая позиционные изменения.

    • Авиация, оборона, железная дорога, медицина, разведка нефти, телекоммуникации
    • Резка
    • Домкраты для железнодорожных вагонов
    • Вращение бутылок для нанесения этикеток
    • Полиграфия
    • Пищевая промышленность
    • 0 Технология производства напитков
    • Краны и строительство
    • Точная позиция контроль токарной станки в автоматической промышленной машине
    • точное измерение площади древесины
    • Обнаружение скорости в лифтах
    • Автоматические монтажные линии
    • Упаковочные машины

    Особенности и преимущества

    • Подходит для подсчета простых импульсов или мониторинга частот, таких как скорость, направление и положение
    • Простота интеграции и обслуживания
    • Высокое разрешение
    • Простота и низкая стоимость
    • Магнитные измерения
    • Компактный размер
    • Лифт p приложения для перемещения
    • Надежность и гибкость
    • Точное определение положения и скорости даже в сложных условиях
    • Высокая помехозащищенность

    3 апреля 2022 г.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.

  • Инкрементальный Абсолютный
    Функция При отключении питания импульс отсчитывается от нуля и требуется абсолютная энкодерная позиция.
    сложность проще более сложный более сложный
    Выход скорость, смещение, скорость и направление скорость и направление
    Разрешение до 10K PPR до 22 бит
    Связь по протоколу? NO NO Да
    Стоимость
    Стоимость
    Обычно ниже Обычно выше