1. Что такое энкодер?
Во время операцииЧервячный редуктор N20 Двигатель постоянного токаТакие параметры, как ток, скорость и относительное положение окружного направления вращающегося вала, контролируются в режиме реального времени для определения состояния корпуса двигателя и буксируемого оборудования, а также для управления рабочими условиями двигателя и оборудования в режиме реального времени, реализуя тем самым множество специфических функций, таких как сервоуправление и регулирование скорости. Здесь применение энкодера в качестве измерительного элемента на передней панели не только значительно упрощает измерительную систему, но и обеспечивает точность, надежность и мощность. Энкодер представляет собой датчик угла поворота, который преобразует физические величины положения и смещения вращающихся частей в серию цифровых импульсных сигналов, которые собираются и обрабатываются системой управления для выдачи серии команд для регулировки и изменения рабочего состояния оборудования. Если энкодер объединен с зубчатой рейкой или винтовым винтом, его также можно использовать для измерения положения и смещения линейных движущихся частей.
2，классификация кодировщика
Базовая классификация кодировщиков:
Энкодер – это механическое и электронное устройство точного измерения, предназначенное для кодирования, преобразования и хранения сигналов и данных. По различным характеристикам энкодеры классифицируются следующим образом:
● Кодовый диск и кодовая шкала. Кодировщик, преобразующий линейное перемещение в электрический сигнал, называется кодовой шкалой, а тот, который преобразует угловое перемещение в электрический сигнал, — кодовым диском.
● Инкрементальные энкодеры. Предоставляют информацию о положении, угле и количестве оборотов, а также определяют соответствующую скорость по количеству импульсов на оборот.
● Абсолютный энкодер. Предоставляет информацию о положении, угле и количестве оборотов в угловых единицах. Каждой угловой единице присваивается уникальный код.
● Гибридный абсолютный энкодер. Гибридный абсолютный энкодер выдает два набора данных: один набор данных используется для определения положения полюса с помощью функции абсолютной информации, а другой набор данных полностью совпадает с выходной информацией инкрементального энкодера.
Энкодеры, обычно используемые в двигателях:
●Инкрементальный энкодер
Непосредственно используется принцип фотоэлектрического преобразования для вывода трёх наборов прямоугольных импульсов A, B и Z. Разность фаз между двумя наборами импульсов A и B составляет 90°, что позволяет легко определить направление вращения; фаза Z измеряется одним импульсом на оборот и используется для позиционирования опорной точки. Преимущества: простая принципиальная конструкция, средний срок службы механической части может превышать десятки тысяч часов, высокая помехоустойчивость, высокая надёжность и возможность передачи данных на большие расстояния. Недостатки: невозможность выводить информацию об абсолютном положении вала.
● Абсолютный энкодер
На круглой кодовой пластине датчика имеется несколько концентрических кодовых каналов, расположенных вдоль радиального направления. Каждый канал состоит из светопропускающих и светонепроницаемых секторов. Количество секторов смежных кодовых каналов удвоено, а количество кодовых каналов на кодовой пластине равно количеству двоичных разрядов. При изменении положения кодовой пластины каждый фоточувствительный элемент преобразует сигнал соответствующего уровня в зависимости от наличия или отсутствия света, формируя двоичное число.
Этот тип энкодера отличается тем, что не требует счётчика, а фиксированный цифровой код, соответствующий положению, может быть считан в любом положении оси вращения. Очевидно, что чем больше кодовых каналов, тем выше разрешение, и для энкодера с N-битным двоичным разрешением кодовый диск должен иметь N кодовых каналов. В настоящее время в Китае выпускаются 16-битные абсолютные энкодеры.
3. Принцип работы энкодера
На фотоэлектрическом кодовом диске с осью в центре имеются круговые проходы и темные линии надписей, а для его считывания имеются фотоэлектрические передающие и приемные устройства, а четыре группы сигналов синусоидальной волны объединены в A, B, C и D. Каждая синусоида отличается разностью фаз 90 градусов (360 градусов относительно круговой волны), а сигналы C и D меняются местами и накладываются на фазы A и B, что может повысить стабильность сигнала; а для каждого оборота выводится еще один импульс фазы Z, представляющий опорное положение нулевого положения.
Поскольку две фазы A и B отличаются на 90 градусов, можно сравнить, находится ли фаза A впереди или фаза B впереди, чтобы различить прямое и обратное вращение энкодера, а нулевой опорный бит энкодера может быть получен через нулевой импульс. Материалы кодовой пластины энкодера - стекло, металл, пластик, стеклянная кодовая пластина наносится на стекло с очень тонкой гравированной линией, ее термостойкость хорошая, высокая точность, металлическая кодовая пластина напрямую проходит, а не гравированная линия, не хрупкая, но из-за того, что металл имеет определенную толщину, точность ограничена, ее термостойкость на порядок хуже, чем у стекла, пластиковая кодовая пластина экономична, ее стоимость низкая, но точность, термостойкость, срок службы плохие. Некоторые.
Разрешение - энкодер обеспечивает определение количества сквозных или темных гравированных линий за 360 градусов вращения, что называется разрешением, также известно как индексация разрешения или непосредственно количество линий, обычно это 5 ~ 10000 линий за индексацию оборота.
4. Принцип измерения положения и управления с обратной связью
Энкодеры занимают чрезвычайно важное место в лифтах, станках, системах обработки материалов, системах обратной связи с двигателями, а также в измерительном и управляющем оборудовании. Энкодер использует решетку и источник инфракрасного света для преобразования оптического сигнала в электрический сигнал уровня ТТЛ (HTL) через приёмник. Анализируя частоту уровня ТТЛ и количество высоких уровней, можно визуально определить угол поворота и положение двигателя.
Поскольку угол и положение можно точно измерить, энкодер и инвертор можно объединить в замкнутую систему управления, чтобы сделать управление более точным, поэтому лифты, станки и т. д. могут использоваться с такой точностью.
5. Резюме
Подводя итог, мы понимаем, что энкодеры делятся на инкрементальные и абсолютные по своей структуре, и оба типа преобразуют другие сигналы, например, оптические, в электрические, которые можно анализировать и контролировать. Работа распространённых в нашей жизни лифтов и станков основана на точной регулировке двигателя, и благодаря обратной связи с замкнутым контуром управления электрическим сигналом энкодер с инвертором также является естественным способом достижения точного управления.
Время публикации: 20 июля 2023 г.