czwartek, 2 kwietnia, 2020

Enkoder inkrementalny może być stosowany do oceny pozycjonowania i sprzężenia zwrotnego prędkości obrotowej silnika, które obejmują aplikacje serwo/lekkie, przemysłowe lub ciężkie.

Enkoder zapewnia doskonałe sprzężenie zwrotne prędkości obrotowej, a ponieważ czujników jest niewiele, systemy te są proste i niedrogie w eksploatacji. Enkoder inkrementalny ma ograniczony zakres pracy, ponieważ dostarcza wyłącznie informacji o zmianie, dlatego też wymaga zastosowania dodatkowego urządzenia referencyjnego do obliczania ruchu.

Jak działa enkoder inkrementalny?

Enkoder inkrementalny dostarcza określoną ilość impulsów w jednym obrocie enkodera. Wyjściem może być pojedyncza linia impulsów (kanał A) lub dwie linie impulsów (kanał A i B), które są przesunięte w celu określenia obrotu. Faza pomiędzy dwoma sygnałami zwana jest quadraturą.

Typowy moduł enkodera inkrementalnego składa się z zespołu wrzeciona, płytki drukowanej oraz pokrywy. Płytka drukowana zawiera matrycę czujników, która tworzy tylko dwa podstawowe sygnały w celu określenia pozycji i prędkości. Opcjonalnie mogą być dostarczane sygnały dodatkowe.

Kanał indeksowy lub Z może być dostarczony jako jeden sygnał impulsowy na jeden obrót do celów naprowadzania i weryfikacji licznika impulsów na kanałach A i/lub B. Indeks ten może być przypisany do kanału A lub B w ich różnych stanach. Może być ponadto niezataryfowany i mieć różną szerokość.

Na niektórych enkoderach mogą być również dostarczane kanały komutacyjne. Sygnały te są wyrównane do uzwojeń komutacyjnych występujących w serwomotorach. Zapewniają one, iż napęd lub wzmacniacz dla tych silników przykłada prąd do każdego uzwojenia w odpowiedniej kolejności i na odpowiednim poziomie.

Enkodery inkrementalne – alternatywy

Resolwery są elektromechanicznymi prekursorami enkoderów, opartymi na technologii sięgającej czasów II wojny światowej. W tym przypadku prąd elektryczny wytwarza pole magnetyczne wzdłuż centralnego uzwojenia. Istnieją dwa uzwojenia, które są prostopadłe do siebie. Jedno uzwojenie jest zamocowane na stałe, a drugie przesuwa się w miarę przemieszczania się obiektu. Zmiany w sile i położeniu dwóch współdziałających ze sobą pól magnetycznych pozwalają na określenie ruchu obiektu przez resolwer. Prostota konstrukcji resolwera sprawia, że jest on niezawodny nawet w ekstremalnych warunkach – od niskich i wysokich zakresów temperatury do ekspozycji na promieniowanie, a nawet zakłócenia mechaniczne wywoływane drganiami i wstrząsami. Natura resolwerów, zarówno w przypadku montażu początkowego, jak i aplikacyjnego, odbywa się kosztem ich zdolności do pracy w złożonych projektach. Nie są one bowiem w stanie wytworzyć danych z wystarczającą dokładnością. W przeciwieństwie do enkoderów inkrementalnych resolwery wysyłają tylko dane analogowe, które można odczytać wyłącznie po podłączeniu specjalistycznej elektroniki.

Enkodery absolutne

Enkodery absolutne sprawdzają się zwłaszcza w sytuacjach, w których dokładność prędkości, precyzja pozycji oraz interoperacyjność mają większe znaczenie niż prostota systemu. Enkoder absolutny nawet w przypadku wyłączenia i ponownego uruchomienia zasilania systemu, właściwie określa swoją pozycję. Enkoder absolutny przyswaja również informacje o położeniu innych elementów, dlatego, aby zapewnić indeks bazowy dla swojej pozycji, nie wykorzystuje zewnętrznej elektroniki. Zwłaszcza w porównaniu z przelicznikami i enkoderami inkrementalnymi, oczywistą zaletą enkoderów absolutnych jest fakt, iż dokładność ich pozycjonowania wpływa na ogólną wydajność aplikacji. Z tego względu jest to enkoder, który znajduje zastosowanie w takich gałęziach przemysłu, jak CNC, medycyna i robotyka.