1. Що таке енкодер?
Під час експлуатаціїЧерв'ячний редуктор двигуна постійного струму N20Такі параметри, як струм, швидкість та відносне положення окружного напрямку обертового вала, контролюються в режимі реального часу для визначення стану корпусу двигуна та обладнання, що буксирується, а також для контролю робочих умов двигуна та обладнання в режимі реального часу, реалізуючи таким чином багато специфічних функцій, таких як сервопривід та регулювання швидкості. Тут застосування енкодера як переднього вимірювального елемента не тільки значно спрощує вимірювальну систему, але й є точним, надійним та потужним. Енкодер - це датчик обертання, який перетворює фізичні величини положення та переміщення обертових деталей у серію цифрових імпульсних сигналів, які збираються та обробляються системою керування для видачі серії команд для регулювання та зміни робочого стану обладнання. Якщо енкодер поєднується з зубчастою шиною або гвинтом, його також можна використовувати для вимірювання положення та переміщення лінійних рухомих частин.
2, класифікація кодувальників
Основна класифікація енкодера:
Енкодер — це тісне поєднання механічного та електронного прецизійного вимірювального пристрою, сигнал або дані якого кодуються, перетворюються для зв'язку, передачі та зберігання сигнальних даних. За різними характеристиками енкодери класифікуються наступним чином:
● Кодовий диск та кодова шкала. Кодер, який перетворює лінійне переміщення на електричний сигнал, називається кодовою шкалою, а той, який перетворює кутове переміщення на телекомунікаційне, — кодовим диском.
● Інкрементальні енкодери. Надає таку інформацію, як положення, кут і кількість обертів, а також визначає відповідну швидкість кількістю імпульсів на оберт.
● Абсолютний енкодер. Надає таку інформацію, як положення, кут і кількість обертів у кутових інтервалах, і кожному кутовому інтервалу присвоюється унікальний код.
● Гібридний абсолютний енкодер. Гібридний абсолютний енкодер видає два набори інформації: один набір інформації використовується для визначення положення полюса за допомогою функції абсолютної інформації, а інший набір ідентичний вихідній інформації інкрементального енкодера.
Енкодери, що зазвичай використовуються в двигунах:
●Інкрементальний енкодер
Безпосереднє використання принципу фотоелектричного перетворення для виведення трьох наборів прямокутних імпульсів A, B та Z. Різниця фаз між двома наборами імпульсів A та B становить 90°, що дозволяє легко визначити напрямок обертання; фаза Z становить один імпульс на оберт і використовується для позиціонування опорної точки. Переваги: проста принципова конструкція, середній механічний термін служби може перевищувати десятки тисяч годин, висока стійкість до перешкод, висока надійність та придатність для передачі на великі відстані. Недоліки: неможливо вивести інформацію про абсолютне положення обертання вала.
● Абсолютний енкодер
На круговій кодовій пластині датчика вздовж радіального напрямку розташовано кілька концентричних кодових каналів, кожен з яких складається зі світлопропускаючих та несвітлопропускаючих секторів, причому кількість суміжних секторів кодових каналів вдвічі більша, а кількість кодових каналів на кодовій пластині дорівнює кількості двійкових цифр. Коли кодова пластина знаходиться в різних положеннях, кожен світлочутливий елемент перетворюється на відповідний рівень сигналу залежно від освітлення чи ні, формуючи двійкове число.
Цей тип енкодера характеризується тим, що не потрібен лічильник, і фіксований цифровий код, що відповідає положенню, може бути зчитаний у будь-якому положенні осі обертання. Очевидно, що чим більше кодових каналів, тим вища роздільна здатність, а для енкодера з N-бітною двійковою роздільною здатністю кодовий диск повинен мати N кодових каналів. Наразі в Китаї є 16-бітні абсолютні енкодери.
3, принцип роботи кодера
На фотоелектричному кодовому диску з віссю в центрі є круглі та темні лінії напису, на яких розташовані фотоелектричні передавальні та приймальні пристрої для його зчитування, а чотири групи синусоїдальних сигналів об'єднані в A, B, C та D. Кожна синусоїда відрізняється різницею фаз 90 градусів (360 градусів відносно окружної хвилі), а сигнали C та D інвертуються та накладаються на фази A та B, що може підвищити стабільність сигналу; а ще один імпульс фази Z виводиться для кожного оберту для представлення нульового опорного положення.
Оскільки дві фази A та B відрізняються на 90 градусів, можна порівняти, чи фаза A знаходиться попереду, чи фаза B, щоб розрізнити обертання енкодера вперед та назад, а нульовий опорний біт енкодера можна отримати за допомогою нульового імпульсу. Матеріали кодової пластини енкодера - скло, метал, пластик, скляна кодова пластина наноситься на скло дуже тонкою гравірованою лінією, її термостійкість хороша, висока точність, металева кодова пластина проходить безпосередньо через неї, а не через гравіровану лінію, не є крихкою, але через певну товщину металу точність обмежена, її термостійкість на порядок гірша, ніж у скляної. Пластикова кодова пластина економічна, її вартість низька, але точність, термостійкість та термін служби низькі.
Роздільна здатність - кодер, який визначає кількість наскрізних або темних гравірованих ліній на 360 градусів обертання, називається роздільною здатністю, також відомою як індексація роздільної здатності або безпосередньо кількість ліній, зазвичай в індексації 5 ~ 10000 ліній на оберт.
4. Принцип вимірювання положення та керування зі зворотним зв'язком
Енкодери займають надзвичайно важливе місце в ліфтах, верстатах, обробці матеріалів, системах зворотного зв'язку двигунів, а також у вимірювальному та контрольному обладнанні. Енкодер використовує решітку та джерело інфрачервоного світла для перетворення оптичного сигналу в електричний сигнал TTL (HTL) через приймач. Аналізуючи частоту рівня TTL та кількість високих рівнів, візуально відображаються кут повороту та положення обертання двигуна.
Оскільки кут і положення можна точно виміряти, енкодер і інвертор можна об'єднати в систему керування із замкнутим циклом, щоб зробити керування точнішим, саме тому ліфти, верстати тощо можна використовувати так точно.
5. Підсумок
Підсумовуючи, ми розуміємо, що енкодери поділяються на інкрементальні та абсолютні відповідно до їхньої структури, і обидва вони перетворюють інші сигнали, такі як оптичні сигнали, на електричні сигнали, які можна аналізувати та контролювати. Поширені ліфти та верстати в нашому житті базуються на точному регулюванні двигуна, і завдяки зворотному зв'язку в замкнутому контурі керування електричним сигналом, енкодер з інвертором також є природним способом досягнення точного керування.
Час публікації: 20 липня 2023 р.