Cum măsoară un encoder poziția?

Hei acolo! În calitate de furnizor de codificatori, sunt adesea întrebat cum măsoară codificatorii poziția. Este un subiect fascinant și sunt încântat să îl dezleg pentru tine în această postare pe blog.

În primul rând, să înțelegem ce este un codificator. Un encoder este un dispozitiv care convertește mișcarea într-un semnal electric. Acest semnal poate fi apoi utilizat pentru a determina poziția, viteza sau direcția unui obiect în mișcare. Codificatoarele sunt utilizate într-o gamă largă de aplicații, de la robotică și automatizare până la mașini industriale și sisteme auto.

Există două tipuri principale de codificatoare: codificatoare incrementale și codoare absolute. Să începem prin a ne uita la codificatoarele incrementale.

Codificatoare incrementale

Codificatoarele incrementale funcționează prin generarea unei serii de impulsuri pe măsură ce arborele codificatorului se rotește. Aceste impulsuri sunt numărate de un contor din sistemul de control, iar numărul de impulsuri este proporțional cu cantitatea de rotație. Cu cât sunt mai multe impulsuri, cu atât arborele s-a rotit mai mult.

Componentele de bază ale unui encoder incremental includ un disc de cod, o sursă de lumină și un fotodetector. Discul de cod este un disc circular cu un model de secțiuni opace și transparente. Pe măsură ce discul se rotește, lumina de la sursă trece prin secțiunile transparente și este detectată de fotodetector. De fiecare dată când este detectată lumina, este generat un impuls.

Modelul de pe discul de cod poate fi fie un model binar simplu, fie un model mai complex cu mai multe piese. Un model binar constă dintr-o serie de secțiuni opace și transparente alternative, în timp ce un model cu mai multe piste poate oferi informații suplimentare, cum ar fi direcția de rotație.

Pentru a determina direcția de rotație, codificatoarele incrementale folosesc adesea două canale, de obicei etichetate A și B. Impulsurile pe aceste două canale sunt compensate cu un sfert de ciclu. Comparând relația de fază dintre canalele A și B, sistemul de control poate determina dacă arborele se rotește în sensul acelor de ceasornic sau în sens invers acelor de ceasornic.

De exemplu, dacă pulsul canalului A conduce pulsul canalului B, arborele se rotește într-o direcție, iar dacă pulsul canalului B conduce canalul A, acesta se rotește în cealaltă direcție.

Codificatoarele incrementale sunt relativ simple și rentabile, făcându-le o alegere populară pentru multe aplicații. Unul dintre codificatoarele incrementale populare esteOVW2 - 06 - Encoder rotativ 2MHT. Este o opțiune de încredere pentru aplicațiile în care trebuie să măsurați poziția relativă și viteza.

Codificatoare absolute

Codificatoarele absolute, pe de altă parte, oferă un cod digital unic pentru fiecare poziție a arborelui codificatorului. Spre deosebire de codificatoarele incrementale, care măsoară doar schimbările de poziție, codificatoarele absolute vă pot spune imediat poziția exactă a arborelui fără a fi nevoie să numărați impulsurile dintr-un punct de referință.

Discul de cod dintr-un codificator absolut are un model mai complex. Fiecare poziție de pe disc corespunde unui cod binar unic. Numărul de piste de pe discul de cod determină rezoluția codificatorului. Mai multe piese înseamnă mai mulți biți în codul binar și, prin urmare, o rezoluție mai mare.

De exemplu, un encoder absolut de 8 biți poate reprezenta 2^8 = 256 de poziții diferite, în timp ce un encoder de 12 biți poate reprezenta 2^12 = 4096 de poziții diferite.

Există două tipuri principale de codificatoare absolute: codificatoare absolute cu o singură rotație și codificatoare absolute cu mai multe rotații. Codificatoarele absolute cu o singură rotație pot măsura doar poziția într-o singură rotație completă a arborelui, în timp ce codificatoarele absolute cu mai multe rotații pot măsura poziția în mai multe rotații.

Codificatoarele absolute cu mai multe ture folosesc mecanisme suplimentare, cum ar fi angrenaje sau senzori magnetici, pentru a ține evidența numărului de rotații complete. Acest lucru le permite să furnizeze un cod unic de poziție pentru orice poziție într-un interval mare de rotație.

Unul dintre codificatoarele noastre absolute de înaltă calitate esteEQN 1325.049 - 2048 ID 655251 - 03 Codificator rotativ absolut. Oferă rezoluție și fiabilitate înaltă, făcându-l potrivit pentru aplicații în care măsurarea precisă a poziției este crucială.

Măsurarea poziţiei cu encodere

Acum că înțelegem tipurile de bază de codificatoare, să vorbim despre modul în care sunt utilizate pentru a măsura poziția în aplicațiile din lumea reală.

Într-o aplicație tipică, encoderul este montat pe arborele unui motor sau a unei piese mobile. Pe măsură ce piesa se mișcă, encoderul generează semnalele electrice adecvate. Aceste semnale sunt apoi trimise către un sistem de control, cum ar fi un controler logic programabil (PLC) sau un controler de mișcare.

Sistemul de control procesează semnalele de la encoder pentru a determina poziția piesei mobile. Pentru encoderele incrementale, sistemul de control numără impulsurile și ține evidența sensului de rotație. Pentru codificatoarele absolute, sistemul de control citește direct codul digital pentru a determina poziția.

Informațiile despre poziție pot fi utilizate într-o varietate de moduri. De exemplu, într-un braț robotic, codificatorul poate fi folosit pentru a controla cu precizie poziția fiecărei articulații. Sistemul de control poate compara poziția dorită cu poziția reală măsurată de encoder și poate regla ieșirea motorului în consecință pentru a muta brațul în poziția corectă.

Într-un sistem cu bandă transportoare, codificatoarele pot fi utilizate pentru a măsura viteza și poziția benzii. Aceste informații pot fi folosite pentru a controla fluxul de materiale pe centură și pentru a se asigura că materialele sunt livrate în locația corectă la momentul potrivit.

Acuratețe și rezoluție

Când vine vorba de codificatoare, precizia și rezoluția sunt doi factori importanți. Precizia se referă la cât de aproape este poziția măsurată de poziția reală, în timp ce rezoluția se referă la cea mai mică schimbare a poziției pe care o poate detecta codificatorul.

Precizia unui encoder poate fi afectată de mai mulți factori, inclusiv erori mecanice, zgomot electric și variații de temperatură. Pentru a îmbunătăți acuratețea, codificatoarele sunt adesea proiectate cu componente de înaltă calitate și tehnici avansate de procesare a semnalului.

Rezoluția este determinată de numărul de impulsuri pe rotație pentru codificatoarele incrementale și de numărul de biți din codul digital pentru codificatoarele absolute. Un encoder cu rezoluție mai mare poate oferi informații de poziție mai precise, dar poate fi și mai scump.

De exemplu, celECN 413 2048 01 - 58 ID 1065932 - 30 Encoderoferă o rezoluție relativ ridicată, ceea ce îl face potrivit pentru aplicațiile în care este necesar un control fin al poziției.

Concluzie

În concluzie, codificatoarele sunt dispozitive esențiale pentru măsurarea poziției, vitezei și direcției într-o gamă largă de aplicații. Indiferent dacă aveți nevoie de un encoder incremental pentru o măsurare simplă a poziției relative sau de un encoder absolut pentru măsurarea precisă și absolută a poziției, există un encoder care vă poate satisface nevoile.

În calitate de furnizor de codificatoare, oferim o gamă largă de codificatoare de înaltă calitate pentru a se potrivi diferitelor aplicații și bugete. Dacă sunteți în căutarea unui codificator sau aveți întrebări despre cum funcționează codificatoarele, nu ezitați să ne contactați. Suntem aici pentru a vă ajuta să găsiți codificatorul potrivit pentru proiectul dvs. și pentru a vă ajuta cu orice suport tehnic de care aveți nevoie. Să începem o conversație despre cerințele dvs. de codificator și să vedem cum putem lucra împreună pentru a vă rezolva provocările legate de poziție - măsurare.

Referințe

• „Manualul codificatorului” de Heidenhain Corporation
• „Noțiunile de bază ale controlului mișcării” de Parker Hannifin Corporation
• Documentație tehnică de la producători de codificatori precum Siemens, Fanuc și Omron.