1. Što je enkoder?
Tijekom radaPužni mjenjač N20 istosmjerni motorParametri poput struje, brzine i relativnog položaja obodnog smjera rotirajućeg vratila prate se u stvarnom vremenu kako bi se odredilo stanje tijela motora i opreme koja se vuče, a nadalje i kako bi se u stvarnom vremenu kontrolirali radni uvjeti motora i opreme, čime se ostvaruju mnoge specifične funkcije poput servo i regulacije brzine. Ovdje primjena enkodera kao prednjeg mjernog elementa ne samo da uvelike pojednostavljuje mjerni sustav, već je i precizna, pouzdana i snažna. Enkoder je rotacijski senzor koji pretvara fizičke veličine položaja i pomaka rotirajućih dijelova u niz digitalnih impulsnih signala, koje upravljački sustav prikuplja i obrađuje kako bi izdao niz naredbi za podešavanje i promjenu radnog stanja opreme. Ako se enkoder kombinira s zupčastom šipkom ili vijkom, može se koristiti i za mjerenje položaja i pomaka linearnih pokretnih dijelova.
2, klasifikacija enkodera
Osnovna klasifikacija enkodera:
Enkoder je mehanička i elektronička bliska kombinacija preciznog mjernog uređaja, signal ili podaci će se kodirati, pretvarati, za komunikaciju, prijenos i pohranu signalnih podataka. Prema različitim karakteristikama, enkoderi se klasificiraju kako slijedi:
● Kodni disk i kodna skala. Enkoder koji pretvara linearni pomak u električni signal naziva se kodna skala, a onaj koji pretvara kutni pomak u telekomunikacijski je kodni disk.
● Inkrementalni enkoderi. Pruža informacije kao što su položaj, kut i broj okretaja te definira odgovarajuću brzinu brojem impulsa po okretaju.
● Apsolutni enkoder. Pruža informacije kao što su položaj, kut i broj okretaja u kutnim koracima, a svakom kutnom koraku dodjeljuje se jedinstveni kod.
● Hibridni apsolutni enkoder. Hibridni apsolutni enkoder daje dva seta informacija: jedan set informacija koristi za detekciju položaja pola s funkcijom apsolutnih informacija, a drugi set je potpuno isti kao i izlazne informacije inkrementalnog enkodera.
Enkoderi koji se obično koriste u motorima:
●Inkrementalni enkoder
Izravno korištenje principa fotoelektrične pretvorbe za izlaz tri seta pravokutnih valnih impulsa A, B i Z. Fazna razlika između dva seta impulsa A i B je 90°, tako da se smjer vrtnje može lako procijeniti; Z faza je jedan impuls po okretu i koristi se za pozicioniranje referentne točke. Prednosti: jednostavna principijalna konstrukcija, prosječni mehanički vijek trajanja može biti preko desetaka tisuća sati, jaka sposobnost sprječavanja smetnji, visoka pouzdanost i pogodno za prijenos na velike udaljenosti. Nedostaci: ne može iznijeti apsolutne informacije o položaju rotacije osovine.
● Apsolutni enkoder
Na kružnoj kodnoj ploči senzora nalazi se nekoliko koncentričnih kodnih kanala duž radijalnog smjera, a svaki kanal sastoji se od sektora koji provode svjetlost i onih koji ne provode svjetlost, a broj sektora susjednih kodnih kanala je dvostruk, a broj kodnih kanala na kodnoj ploči jednak je broju binarnih znamenki. Kada se kodna ploča nalazi u različitim položajima, svaki fotoosjetljivi element pretvara se u odgovarajući signal razine ovisno o prisutnosti svjetlosti ili ne, tvoreći binarni broj.
Ovu vrstu enkodera karakterizira činjenica da nije potreban brojač i da se fiksni digitalni kod koji odgovara položaju može očitati na bilo kojem položaju rotacijske osi. Očito je da što je više kodnih kanala, to je veća rezolucija, a za enkoder s N-bitnom binarnom rezolucijom, kodni disk mora imati N kodnih kanala. Trenutno u Kini postoje proizvodi s 16-bitnim apsolutnim enkoderom.
3, princip rada enkodera
Fotoelektrični kodni disk s osi u središtu ima kružne prolazne i tamne linije za natpis, a postoje fotoelektrični uređaji za odašiljanje i prijem za očitavanje, a četiri skupine sinusnih signala kombiniraju se u A, B, C i D. Svaki sinusni val razlikuje se za faznu razliku od 90 stupnjeva (360 stupnjeva u odnosu na obodni val), a signali C i D su obrnuti i superponirani na faze A i B, što može poboljšati stabilnost signala; a za svaki okret se izlazi još jedan impuls Z faze koji predstavlja referentni položaj nultog položaja.
Budući da se faze A i B razlikuju za 90 stupnjeva, može se usporediti je li faza A ispred ili faza B ispred kako bi se razaznalo rotiranje enkodera naprijed i natrag, a nulti referentni bit enkodera može se dobiti nultim impulsom. Materijali kodne ploče enkodera su staklo, metal, plastika. Staklena kodna ploča nanesena je na staklo s vrlo tankom gravurom, ima dobru toplinsku stabilnost i visoku preciznost. Metalna kodna ploča prolazi izravno kroz nju, a ne gravirana je. Nije krhka, ali zbog određene debljine metala točnost je ograničena. Njena toplinska stabilnost je za red veličine lošija od staklene. Plastična kodna ploča je ekonomična, cijena je niska, ali točnost, toplinska stabilnost i vijek trajanja su loši.
Rezolucija - enkoder koji određuje koliko kroz ili tamno ugraviranih linija po 360 stupnjeva rotacije naziva se rezolucija, također poznata kao indeksiranje rezolucije ili izravno koliko linija, općenito u indeksiranju od 5 ~ 10000 linija po okretaju.
4, Princip mjerenja položaja i upravljanja povratnom vezom
Enkoderi zauzimaju izuzetno važnu poziciju u dizalima, alatnim strojevima, obradi materijala, sustavima povratne veze motora, kao i u mjernoj i upravljačkoj opremi. Enkoder koristi rešetku i izvor infracrvenog svjetla za pretvaranje optičkog signala u električni signal TTL (HTL) putem prijemnika. Analizom frekvencije TTL razine i broja visokih razina, vizualno se odražavaju kut rotacije i rotacijski položaj motora.
Budući da se kut i položaj mogu točno izmjeriti, enkoder i pretvarač mogu se oblikovati u sustav upravljanja zatvorene petlje kako bi upravljanje bilo preciznije, zbog čega se dizala, alatni strojevi itd. mogu tako precizno koristiti.
5. Sažetak
Ukratko, razumijemo da se enkoderi dijele na inkrementalne i apsolutne prema svojoj strukturi, a oba pretvaraju druge signale, poput optičkih signala, u električne signale koji se mogu analizirati i kontrolirati. Uobičajeni liftovi i alatni strojevi u našem životu temelje se na preciznom podešavanju motora, a putem povratne veze u zatvorenoj petlji upravljanja električnim signalom, enkoder s pretvaračem također je prirodan način za postizanje precizne kontrole.
Vrijeme objave: 20. srpnja 2023.