Что такое вращающийся энкодер?

Что такое вращающийся энкодер?

Вращающийся энкодер — это устройство, измеряющее величину перемещения или угол поворота объекта, подлежащего измерению.

Обычно он крепится к валу двигателя или редуктора. Иногда их крепят к серводвигателям и шаговым двигателям. Вращающиеся энкодеры в основном используются для вращающихся устройств, требующих точного управления.

Применение вращающихся энкодеров

Вращающиеся энкодеры широко используются в различных изделиях, приводимых в движение двигателями. Ниже приведены примеры применения вращающихся энкодеров:

• Управление с обратной связью промышленных роботов
• Управление сценическим оборудованием в оборудовании для производства полупроводников
• Управление положением лифтов
• Управление скоростью и положением самоходных кранов

Вращающиеся энкодеры используются для управления положением вращения и скоростью вращения. Простое управление скоростью может быть достигнуто только с помощью инвертора. Энкодеры полезны для точного управления скоростью или для управления двигателем в середине вращения.

Принцип вращающегося энкодера

Типичный вращающийся энкодер использует свет для выполнения измерений. Он состоит из таких компонентов, как светодиод, щелевой диск и фототранзистор.

1. Светодиод

Светодиод получает питание и постоянно излучает свет. Свет фокусируется линзой, а затем направляется на щелевой диск.

2. Щелевые диски

Щелевой диск представляет собой вращающийся диск с равномерно расположенными отверстиями и закреплен на оси вращения энкодера.

3. Фототранзистор

Фототранзистор установлен на конце света, который проходит через отверстия и испускает импульсную волну при получении света. Измеряя эту импульсную волну, измеряется скорость вращения. Помимо света, также доступны продукты, которые используют изменения магнитной силы или электростатической емкости.

Типы вращающихся энкодеров

Оптические вращающиеся энкодеры делятся на два типа методов измерения: инкрементальные и абсолютные. Первые измеряют относительное значение положения вращения, а вторые измеряют абсолютное значение положения вращения.

1. Инкрементальный тип

Инкрементный тип вращающегося энкодера похож на вышеописанный принцип, преобразуя свет, проходящий через щель во вращающемся диске, в импульсный сигнал и передавая его. Для обнаружения света, проходящего через щель, используются два типа сигналов.

Обычно их называют A-фазой и B-фазой. Также доступны энкодеры с сигналом Z-фазы для обнаружения исходного положения. Если есть сбой в захвате формы сигнала, подсчеты будут пропущены, что является характеристикой, вызывающей ошибки.

Недостатком этого метода является то, что абсолютное положение определить невозможно. Однако можно определить направление вращения благодаря встроенному двухфазному сигналу.

2. Абсолютный тип

Абсолютный вращающийся энкодер имеет канавку на вращающемся диске для определения информации о положении. Когда свет проходит через эту канавку, он обнаруживается светоприемным элементом, и абсолютное положение может быть измерено. Следовательно, поскольку абсолютное положение обнаружено, направление вращения может быть обнаружено в соответствии с порядком канавок.

В абсолютном типе для кода каждого положения обычно используется код Грея. Коды Грея, также называемые чередующимися двоичными кодами, представляют собой метод кодирования, при котором соседние биты изменяются только на один бит. Коды Грея обладают высокой устойчивостью к шуму и ошибкам и обеспечивают высокую точность, поскольку они минимизируют неправильное определение положения.

Как выбрать вращающийся энкодер

При выборе вращающегося энкодера следует учитывать метод измерения, разрешение и грузоподъемность.

1. Магнитный тип и оптический тип

Существует два типа вращающихся энкодеров: магнитный и оптический. Магнитный тип обладает превосходной устойчивостью к атмосферным воздействиям, в то время как оптический тип отличается высокой точностью измерения. Среди оптических типов абсолютный тип имеет более высокую точность измерения и может определять абсолютное положение.

2. Разрешение

Разрешение — это минимальная фаза, которую можно измерить. Чем выше разрешение, тем выше точность измерения, но оно также дороже, а сигнал может быть более сложным и менее чувствительным к шуму. Выберите разрешение, достаточное для управления машиной, на которую будет установлен вращающийся энкодер.

3. Грузоподъемность

Нагрузка — это вес, который можно приложить к вращающемуся валу. Если приложена нагрузка, превышающая допустимую, вал или подшипники вращающегося энкодера будут повреждены. Поэтому выбирайте изделие с допустимой нагрузкой, превышающей максимальную предполагаемую нагрузку.