Откриването на ъглово и линейно движение е ключова функция при контрола на машините във фабриката за електроника. Микрокомпютрите в тези машини често се нуждаят от информация за положението, посоката на въртене и скоростта на въртене на вал или ос, която трябва да бъде преобразувана в цифрова форма. Оптичните енкодери са електромеханичните устройства, използвани за измерване на ъглови или линейни положения. Тези, които се използват за разпознаване на ъгли, обикновено се наричат ​​въртящи се или енкодери на вала. Те все повече се използват за множество работни места в потребителското и промишленото оборудване. Ротационните енкодери или енкодери на вала могат по принцип да бъдат абсолютни или постепенни. Абсолютният енкодер предоставя информация за положението при загуба на мощност, докато инкрементален енкодер се използва там, където е необходима информация за скоростта и посоката. И двете могат да се използват с ъглови и линейни измествания, но те работят по различен начин. Нека разгледаме подробно как се различават една от друга.

Какво е абсолютен енкодер?

Абсолютният енкодер има уникален код за всяка позиция на вала, който представлява абсолютното положение на енкодера. Той директно осигурява цифровия изход, представляващ абсолютно изместване. Стойността на действителната позиция се измерва веднага в момента, в който системата е включена. По този начин абсолютният енкодер не се нуждае от брояч, тъй като измерената стойност е получена директно от модела на градуиране. Той осигурява цифровия изход, съответстващ директно на позицията. Всяка битова позиция се кодира отделно чрез специална LED двойка. Всеки код представлява абсолютно ъглово положение на вала при неговото въртене. Дискът на абсолютен енкодер използва Grey код, в който един бит се променя наведнъж, което намалява грешките в комуникацията на енкодера. Те могат да бъдат разделени на еднозавитни и многозавитни енкодери.

Какво е инкрементален енкодер?

Инкрементният енкодер е електромеханично устройство, което трансформира ъгловото положение на вала в цифрови или импулсни сигнали. Той генерира определен брой импулси на оборот, осигурявайки импулс за всеки прираст, съответстващ на оборота. Той може да измери промяната в позицията, а не абсолютната позиция. Следователно, той не може да посочи позицията по отношение на известна референция. Броят на генерираните импулси е пропорционален на ъгловото положение на вала. Инкрементните енкодери се използват в приложения, където се изисква информация за скоростта или скоростта и посоката. Всеки път, когато устройството е включено или нулирано, то започва да се брои от нула и генерира изходен сигнал всеки път, когато валът се движи. Видовете инкрементален енкодер може би допълнително се разделят на квадратурни енкодери и тахометри.

Разлика между абсолютните и инкрементните енкодери

Основи на абсолютните и инкрементните енкодери

 - И двете са електромеханични устройства, използвани за измерване на ъглови или линейни положения на вала и ги преобразуват в цифрови или импулсни сигнали. Абсолютният енкодер има уникален код за всяко положение на вала, който представлява абсолютното положение на енкодера, докато инкременталният енкодер генерира изходен сигнал всеки път, когато валът завърти определен ъгъл и броят на генерираните импулси е пропорционален на ъгловото положение на вал. Инкрементният енкодер може да измерва промяната в позицията, а не абсолютната позиция.

Принцип на работа на абсолютните и постепенните енкодери

 - Абсолютният енкодер се състои от двоичен кодиран диск, монтиран на вала, така че той да се върти с вала. Благодарение на редица изходни канали, всяко ъглово положение на вала се описва със собствен уникален код. Броят на каналите се увеличава с увеличаването на необходимата резолюция. За разлика от инкременталния енкодер, това не е броещо устройство, което не губи информацията за позицията, когато захранването се загуби. От друга страна, инкременталният енкодер предоставя изходен сигнал за дадено увеличение на ъгловото положение на вала, който се определя чрез отчитане на изходните импулси спрямо базова точка.

Ефективност на разходите

- Кодовата матрица на кодиращия диск е по-сложна и тъй като са необходими повече сензори за светлина, абсолютният енкодер обикновено струва два пъти повече от инкременталните енкодери. Разделителната способност е ограничена от броя на записа на диска на енкодера, така че става по-скъпо да се получат по-фини разделителни способности без добавяне на повече песни. Напротив, инкрементните енкодери са по-малко сложни от абсолютните им колеги, поради което обикновено са по-евтини.

стабилност

- Абсолютните енкодери могат да предложат по-добра производителност, точни резултати и по-ниски общи разходи. Благодарение на способността си да осигурява абсолютно отчитане на ъглите, дори ако прочетеното е пропуснато, това няма да повлияе на следващото четене. Конкретното четене не зависи от точността на предишно четене. От друга страна, един инкрементален енкодер трябва да бъде включен през цялата работа на устройството. Всеки път, когато захранването се загуби, отчитането трябва да се реинициализира или системата покаже грешка. Това забавя работата на системата. Абсолютните енкодери не губят информация за положението при спиране на захранването.

Абсолютен срещу инкрементален енкодер: сравнителна диаграма

Обобщение на абсолютните и инкрементните енкодери

С две думи, трябва да се захранва инкрементален енкодер през цялата работа на устройството. В случай на прекъсване на захранването, отчитането трябва да се реинициализира или системата въведе грешка. Абсолютният енкодер, напротив, се нуждае от мощност само когато се отчита четенето и благодарение на способността му да осигурява абсолютно отчитане на ъглите, определено четене не зависи от точността на предходно четене. Кодовата матрица на диска в абсолютен енкодер обаче е по-сложна, поради което обикновено струва два пъти повече от инкременталния енкодер, който от друга страна е по-малко сложен, така че струва по-малко скъпо.

Препратки

  • de Silva, Clarence W. Сензорни системи: основи и приложения. Бока Ратон, Флорида: CRC Press, 2016. Печат
  • Вебстър, Джон Г. и Халиф Ерен. Наръчник за измерване, измервателни уреди и сензори (комплект с два обема). Boca Raton, Florida: CRC Press, 2018. Печат
  • Padmanabhan, Tattamangalam. Индустриален инструмент: Принципи и дизайн. Берлин, Германия: Springer, 1999. Печат
  • Gieras, Jacek F. Технология на двигателя с постоянен магнит (2-ро изд.). Бока Ратон, Флорида: CRC Press, 2002. Печат
  • Кредит за изображение: https://bg.wikipedia.org/wiki/Rotary_encoder#/media/File:ROD420_HEIDENHAIN.jpg
  • Кредит за изображение: https://en.wikipedia.org/wiki/Rotary_encoder#/media/File:Encoder_incremental_Dynapar_B58N.jpg