Что такое кодер?
Во время работы двигателя мониторинг в реальном времени таких параметров, как ток, скорость вращения и относительное положение окружного направления вращающегося вала, определяет состояниемоторкузова и буксируемого оборудования, а также управление в режиме реального времени двигателем и режимами работы оборудования, реализуя тем самым сервоуправление, регулировку скорости и многие другие специальные функции.
В данном случае применение энкодера в качестве измерительного элемента на входе не только значительно упрощает измерительную систему, но и делает ее точной, надежной и мощной.
Энкодер — это датчик угла поворота, преобразующий положение и перемещение вращающихся деталей в серию цифровых импульсных сигналов, которые собираются и обрабатываются системой управления для выдачи серии команд на регулировку и изменение рабочего состояния оборудования. В сочетании с зубчатой передачей или винтовым механизмом энкодер может также использоваться для измерения физических величин положения и перемещения линейных подвижных деталей.
Базовая классификация кодеров
Энкодер представляет собой механическую и электронную тесную комбинацию прецизионных измерительных устройств, предназначенную для кодирования, преобразования, связи, передачи и хранения сигнальных данных или данных.
Энкодер – это прецизионное измерительное устройство, сочетающее механические и электронные компоненты для кодирования, преобразования, передачи и хранения сигналов и данных. В зависимости от характеристик энкодеры классифицируются следующим образом: энкодер с кодовой шкалой: линейное перемещение преобразуется в электрические сигналы (энкодер с кодовой шкалой), угловое перемещение преобразуется в телекоммуникационные сигналы (энкодер с кодовым диском); инкрементальный энкодер: обеспечивает определение положения, угла и количества оборотов и т. д., а также количества импульсов на оборот для определения скорости вращения. Абсолютный энкодер: предоставляет информацию о положении, угле и количестве оборотов в угловых приращениях; каждому угловому приращению присваивается уникальный код.
- Гибридные абсолютные энкодеры: Гибридные абсолютные энкодеры выводят два набора информации: один набор информации используется для определения положения магнитных полюсов с функцией абсолютной информации; другой набор точно такой же, как выходная информация инкрементальных энкодеров.
Обычно используемые кодеры длямоторы
Инкрементальный энкодер
Непосредственно фотоэлектрическое преобразование используется для вывода трёх наборов прямоугольных импульсов A, B и Z. Два набора импульсов A и B с разницей фаз 90° позволяют легко определить направление вращения; фаза Z-фазы каждого импульса используется для позиционирования опорной точки. Преимущества: простота конструкции, средний срок службы составляет десятки тысяч часов и более, высокая помехоустойчивость, высокая надёжность, подходит для передачи данных на большие расстояния. Недостатки: невозможно выводить информацию об абсолютном положении вала.
Абсолютные энкодеры
Прямой выходной цифровой датчик, датчик кругового кодового диска вдоль радиального направления ряда концентрических кодовых каналов, каждый канал светопрозрачным и светонепроницаемым секторами между составом числа соседних секторов кодового канала представляет собой двойное отношение между числом кодовых каналов на кодовом диске является числом двоичных цифр на число кодовых каналов является числом бит его кодового диска, в кодовом диске стороны источника света, другая сторона соответствующего каждому кодовому каналу есть светочувствительный элемент; когда кодовый диск находится в другом положении, светочувствительный элемент в соответствии с светом или нет преобразует соответствующий уровень сигнала для формирования двоичного числа. Когда кодовый диск находится в разных положениях, каждый светочувствительный элемент преобразует соответствующий уровень сигнала в соответствии с тем, освещен он или нет, чтобы сформировать двоичное число.
Этот тип энкодера отличается тем, что не требует счётчика, а фиксированный цифровой код, соответствующий положению, может быть считан при любом положении вращающегося вала. Очевидно, что чем больше каналов кода, тем выше разрешение. Для энкодера с N-битным двоичным разрешением кодовый диск должен иметь N каналов штрихкода. В настоящее время существуют 16-битные абсолютные энкодеры.
Принцип работы энкодера
По центру вала фотоэлектрической кодовой пластины, имеющей кольцо через темные линии, расположены фотоэлектрические передающие и приемные устройства для считывания, чтобы получить четыре набора сигналов синусоидальной волны, объединенных в A, B, C, D, каждая синусоида с разностью фаз 90 градусов (относительно окружной волны для 360 градусов), инверсия сигнала C, D, наложенная на двухфазный сигнал A, B, которая может быть усилена для стабилизации сигнала; и другой каждый оборот для вывода импульса фазы Z от имени нулевого положения опорного положения.
Поскольку разница фаз A и B составляет 90 градусов, ее можно сравнить с фазой A спереди или фазой B спереди, чтобы различить положительное и обратное вращение энкодера, через нулевой импульс можно получить нулевое опорное положение энкодера.
Материалом для энкодера служит стекло, металл или пластик. Стеклянный диск, нанесенный на стекло, имеет очень тонкую гравированную линию. Он термостабилен и обладает высокой точностью. Металлический диск не только проходит по гравированной линии, но и не проходит её. Он не хрупкий, но из-за определённой толщины металла точность ограничена, а термостабильность на порядок ниже, чем у стеклянного диска. Пластиковый диск экономичнее, его стоимость ниже, но точность, термостабильность и срок службы хуже. Пластиковые диски экономичнее, но точность, термостабильность и срок службы хуже.
Разрешение - энкодер определяет, сколько сквозных или темных линий на 360 градусов вращения называется разрешением, также известно как разрешение индекса или напрямую называется количеством линий, обычно от 5 до 10 000 линий на индекс оборота.
Принципы измерения положения и управления с обратной связью
Энкодеры играют чрезвычайно важную роль в лифтах, станках, обработке материалов, системах обратной связи с двигателями, а также в контрольно-измерительном оборудовании. Энкодеры используют оптические решетки и источники инфракрасного света для преобразования оптических сигналов в электрические сигналы ТТЛ (HTL) через приёмник, который визуально отображает угол поворота и положение двигателя, анализируя частоту уровня ТТЛ и количество высоких уровней.
Поскольку угол и положение можно измерить точно, можно сформировать замкнутую систему управления с энкодером и инвертором, чтобы сделать управление еще более точным, поэтому подъемники, станки и т. д. могут использоваться с такой точностью.
Краткое содержание
Подводя итог, мы понимаем, что энкодеры делятся на два типа по структуре: инкрементальные и абсолютные. Они также преобразуют другие сигналы, например, оптические, в электрические, которые можно анализировать и контролировать. Мы живём в обычном лифте, станки основаны на точном управлении двигателем посредством обратной связи по электрическому сигналу в замкнутом контуре управления. Энкодер с преобразователем частоты также является само собой разумеющимся для достижения точного управления.
Время публикации: 23 февраля 2024 г.