Що таке кодер?
Під час роботи двигуна моніторинг у режимі реального часу таких параметрів, як струм, швидкість обертання та відносне положення окружного напрямку обертового вала, визначає стандвигункузов та обладнання, що буксирується, а також керування двигуном та робочими умовами обладнання в режимі реального часу, що забезпечує сервоуправління, регулювання швидкості та багато інших специфічних функцій.
Тут застосування енкодера як переднього вимірювального елемента не тільки значно спрощує систему вимірювання, але й робить її точною, надійною та потужною.
Енкодер – це датчик обертання, який перетворює положення та переміщення обертових деталей на 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 передачею або гвинтом, його також можна використовувати для вимірювання фізичних величин положення та переміщення лінійно рухомих деталей.
Основна класифікація кодерів
Енкодер — це тісне поєднання механічних та електронних прецизійних вимірювальних пристроїв, що використовують сигнал або дані для кодування, перетворення, зв'язку, передачі та зберігання сигнальних даних.
Енкодер – це прецизійний вимірювальний пристрій, який поєднує механічні та електронні компоненти для кодування, перетворення, зв'язку, передачі та зберігання сигналів і даних. За різними характеристиками, енкодер класифікується наступним чином: кодовий диск та кодова шкала: лінійне переміщення перетворюється на електричні сигнали, що називаються кодовим шкальним енкодером; кутове переміщення – на телекомунікаційні сигнали для кодового диска; інкрементальний енкодер: забезпечує положення, кут та кількість обертів тощо, а також кількість імпульсів на оберт для визначення швидкості окремих обертів. Абсолютний енкодер: надає інформацію про положення, кут та кількість обертів у кутових приростах, кожному кутовому приросту надається унікальний код.
-Гібридні абсолютні енкодери: Гібридні абсолютні енкодери виводять два набори інформації: один набір інформації використовується для визначення положення магнітних полюсів з функцією абсолютної інформації; інший набір точно такий самий, як вихідна інформація інкрементальних енкодерів.
Зазвичай використовувані енкодери длядвигуни
Інкрементальний енкодер
Безпосереднє використання принципу фотоелектричного перетворення для виведення трьох наборів прямокутних імпульсів A, B та Z. A, B два набори імпульсів з різницею фаз 90° дозволяють легко визначити напрямок обертання; Z-фаза - це імпульс, який використовується для позиціонування опорної точки. Переваги: простий принцип конструкції, середній механічний термін служби десятки тисяч годин або більше, висока стійкість до перешкод, висока надійність, придатність для передачі на великі відстані. Недоліки: неможливо вивести інформацію про абсолютне положення обертання вала.
Абсолютні енкодери
Цифровий датчик з прямим виходом, круговий кодовий диск датчика вздовж радіального напрямку має кілька концентричних кодових каналів, кожен канал яких розділений на світлопрозорі та світлонепроникні сектори, а кількість сусідніх секторів кодового каналу між ними подвійно співвідношена: кількість кодових каналів на кодовому диску - це кількість двійкових цифр, а кількість кодових каналів - це кількість бітів його кодового диска. На стороні джерела світла, на іншій стороні кожного кодового каналу, знаходиться світлочутливий елемент; коли кодовий диск знаходиться в різних положеннях, світлочутливий елемент залежно від освітлення перетворює відповідний рівень сигналу для формування двійкового числа. Коли кодовий диск знаходиться в різних положеннях, кожен світлочутливий елемент перетворює відповідний рівень сигналу залежно від того, освітлений він, для формування двійкового числа.
Цей тип енкодера характеризується тим, що він не потребує лічильника, і фіксований цифровий код, що відповідає положенню, може зчитуватися в будь-якому положенні обертового вала. Очевидно, що чим більше кодових каналів, тим вища роздільна здатність, для енкодера з N-бітною двійковою роздільною здатністю кодовий диск повинен мати N каналів штрих-коду. Наразі існують 16-бітні продукти з абсолютними енкодерами.
Принцип роботи енкодера
У центрі з валом фотоелектричної кодової пластини, яка має кільце через темні лінії, розташовані фотоелектричні передавач і приймач для зчитування, щоб отримати чотири набори синусоїдальних сигналів, об'єднаних у A, B, C, D, кожен з яких має різницю фаз 90 градусів (відносно окружної хвилі на 360 градусів), інверсію сигналів C, D, накладену на двофазні A, B, яку можна посилити для стабілізації сигналу; а інший сигнал на кожному повороті виводить імпульс фази Z від імені нульового положення опорного положення.
Оскільки різниця фаз A та B становить 90 градусів, її можна порівняти з фазою A спереду або фазою B спереду, щоб розрізнити позитивне та зворотне обертання енкодера, за допомогою нульового імпульсу можна отримати нульове опорне положення енкодера.
Матеріал диска енкодера складається зі скла, металу, пластику. Скляний диск наноситься на скло по дуже тонкій гравірованій лінії, має хорошу термостійкість та високу точність. Металевий диск може проходити безпосередньо через гравіровану лінію, не є крихким, але через певну товщину металу точність обмежена, а термостійкість на порядок гірша, ніж у скла. Пластиковий диск економічний, його вартість низька, але точність, термостійкість та термін служби гірші. Пластикові диски економічні, але точність, термостійкість та термін служби гірші.
Роздільна здатність – кодер, який визначає кількість наскрізних або темних ліній на 360 градусів обертання, називається роздільною здатністю, також відомою як роздільна здатність індексу або безпосередньо як кількість ліній, зазвичай 5 ~ 10 000 ліній на оберт індексу.
Принципи вимірювання положення та керування зі зворотним зв'язком
Енкодери займають надзвичайно важливе місце в ліфтах, верстатах, обробці матеріалів, системах зворотного зв'язку двигунів та вимірювально-керуючому обладнанні. Енкодери використовують оптичні решітки та джерела інфрачервоного світла для перетворення оптичних сигналів в електричні сигнали TTL (HTL) через приймач, який візуально відображає кут повороту та положення двигуна, аналізуючи частоту рівня TTL та кількість високих рівнів.
Оскільки кут і положення можна точно виміряти, можна створити замкнуту систему керування з енкодером та інвертором, щоб зробити керування ще точнішим, саме тому підйомники, верстати тощо можна використовувати так точно.
Короткий зміст
Підсумовуючи, ми розуміємо, що енкодер поділяється на інкрементальний та абсолютний два типи залежно від структури, вони також поділяють інші сигнали, такі як оптичні сигнали, на електричні сигнали, які можна аналізувати та контролювати. І ми живемо в звичайному ліфті, верстати базуються на точному регулюванні двигуна через зворотний зв'язок електричного сигналу замкнутого циклу керування, енкодер з перетворювачем частоти також є само собою зрозумілим для досягнення точного керування.
Час публікації: 23 лютого 2024 р.