1. Co to jest enkoder
Podczas działaniaPrzekładnia ślimakowa N20 silnik prądu stałego, parametry takie jak prąd, prędkość i względne położenie kierunku obwodowego obracającego się wału są monitorowane w czasie rzeczywistym w celu określenia stanu korpusu silnika i holowanego sprzętu, a ponadto w celu kontrolowania warunków pracy silnika i sprzętu w czasie rzeczywistym, realizując w ten sposób wiele specyficznych funkcji, takich jak serwomechanizm i regulacja prędkości. Tutaj zastosowanie enkodera jako elementu pomiarowego front-end nie tylko znacznie upraszcza system pomiarowy, ale jest również precyzyjne, niezawodne i wydajne. Enkoder jest czujnikiem obrotowym, który przekształca fizyczne wielkości położenia i przemieszczenia obracających się części w szereg cyfrowych sygnałów impulsowych, które są zbierane i przetwarzane przez system sterowania w celu wydania szeregu poleceń w celu dostosowania i zmiany stanu pracy sprzętu. Jeśli enkoder jest połączony z prętem zębatym lub śrubą śrubową, może być również używany do pomiaru położenia i przemieszczenia liniowych ruchomych części.
2. Klasyfikacja enkoderów
Podstawowa klasyfikacja enkoderów:
Enkoder to mechaniczne i elektroniczne ścisłe połączenie precyzyjnego urządzenia pomiarowego, sygnał lub dane będą kodowane, konwersja, do komunikacji, transmisji i przechowywania danych sygnału. Zgodnie z różnymi cechami, enkodery są klasyfikowane następująco:
● Dysk kodowy i skala kodowa. Enkoder, który zamienia przesunięcie liniowe na sygnał elektryczny, nazywa się skalą kodową, a ten, który zamienia przesunięcie kątowe na sygnał telekomunikacyjny, nazywa się dyskiem kodowym.
● Enkodery inkrementalne. Dostarczają informacji, takich jak pozycja, kąt i liczba obrotów, i definiują odpowiednią szybkość na podstawie liczby impulsów na obrót.
● Enkoder absolutny. Dostarcza informacji, takich jak pozycja, kąt i liczba obrotów w przyrostach kątowych, a każdemu przyrostowi kątowemu przypisany jest unikalny kod.
● Hybrydowy enkoder absolutny. Hybrydowy enkoder absolutny wyprowadza dwa zestawy informacji: jeden zestaw informacji jest używany do wykrywania położenia bieguna z funkcją informacji absolutnej, a drugi zestaw jest dokładnie taki sam jak informacje wyjściowe enkodera inkrementalnego.
Enkodery powszechnie stosowane w silnikach:
●Enkoder inkrementalny
Bezpośrednio wykorzystując zasadę konwersji fotoelektrycznej do wyprowadzania trzech zestawów impulsów fali kwadratowej A, B i Z. Różnica faz między dwoma zestawami impulsów A i B wynosi 90o, dzięki czemu kierunek obrotu można łatwo ocenić; faza Z to jeden impuls na obrót i jest używana do pozycjonowania punktu odniesienia. Zalety: prosta konstrukcja zasady, średnia żywotność mechaniczna może wynosić dziesiątki tysięcy godzin, silna zdolność przeciwzakłóceniowa, wysoka niezawodność i nadaje się do transmisji na duże odległości. Wady: brak możliwości wyprowadzenia informacji o położeniu absolutnym obrotu wału.
● Enkoder absolutny
Istnieje kilka koncentrycznych kanałów kodowych wzdłuż kierunku promieniowego na okrągłej płytce kodowej czujnika, a każdy kanał składa się z sektorów przepuszczających światło i nieprzepuszczających światła, a liczba sektorów sąsiednich kanałów kodowych jest podwójna, a liczba kanałów kodowych na płytce kodowej jest liczbą cyfr binarnych. Gdy płytka kodowa znajduje się w różnych pozycjach, każdy element światłoczuły jest konwertowany na odpowiedni sygnał poziomu w zależności od światła lub nie, tworząc liczbę binarną.
Ten typ enkodera charakteryzuje się tym, że nie jest wymagany żaden licznik, a stały kod cyfrowy odpowiadający pozycji można odczytać w dowolnym położeniu osi obrotowej. Oczywiste jest, że im więcej kanałów kodowych, tym wyższa rozdzielczość, a w przypadku enkodera z rozdzielczością binarną N-bitową dysk kodowy musi mieć N kanałów kodowych. Obecnie w Chinach dostępne są 16-bitowe produkty enkoderów absolutnych.
3. Zasada działania enkodera
Za pomocą fotoelektrycznego dysku kodowego z osią w środku znajdują się na nim okrągłe przejścia i ciemne linie napisów, a także fotoelektryczne urządzenia nadawczo-odbiorcze do jego odczytu, a cztery grupy sygnałów sinusoidalnych są łączone w A, B, C i D. Każda fala sinusoidalna różni się o 90 stopni różnicy faz (360 stopni w stosunku do fali obwodowej), a sygnały C i D są odwracane i nakładane na fazy A i B, co może zwiększyć stabilność sygnału; a kolejny impuls fazy Z jest wyprowadzany dla każdego obrotu, aby reprezentować pozycję odniesienia zerowej pozycji.
Ponieważ dwie fazy A i B różnią się o 90 stopni, można porównać, czy faza A znajduje się z przodu, czy faza B z przodu, aby rozróżnić obrót enkodera do przodu i do tyłu, a zerowy bit odniesienia enkodera można uzyskać za pomocą impulsu zerowego. Materiały płytki kodowej enkodera to szkło, metal, plastik, szklana płytka kodowa jest osadzana na szkle bardzo cienką wygrawerowaną linią, jej stabilność termiczna jest dobra, wysoka precyzja, metalowa płytka kodowa bezpośrednio przechodzi, a nie grawerowana linia, nie jest krucha, ale ponieważ metal ma pewną grubość, dokładność jest ograniczona, jej stabilność termiczna jest o rząd wielkości gorsza niż szkła, plastikowa płytka kodowa jest ekonomiczna, jej koszt jest niski, ale dokładność, stabilność termiczna, żywotność są słabe Niektóre.
Rozdzielczość - enkoder zapewniający liczbę linii wygrawerowanych na 360 stopni obrotu, znany również jako rozdzielczość indeksowania lub bezpośrednio liczba linii, zazwyczaj od 5 do 10000 linii na obrót.
4. Zasada pomiaru położenia i sterowania sprzężeniem zwrotnym
Enkodery zajmują niezwykle ważną pozycję w windach, obrabiarkach, obróbce materiałów, systemach sprzężenia zwrotnego silnika, a także w urządzeniach pomiarowych i sterujących. Enkoder wykorzystuje kratkę i źródło światła podczerwonego do konwersji sygnału optycznego na sygnał elektryczny TTL (HTL) za pośrednictwem odbiornika. Poprzez analizę częstotliwości poziomu TTL i liczby wysokich poziomów, kąt obrotu i położenie obrotowe silnika są wizualnie odzwierciedlane.
Ponieważ kąt i położenie można dokładnie zmierzyć, enkoder i falownik można połączyć w zamknięty układ sterowania, co zwiększa dokładność sterowania. Dzięki temu windy, obrabiarki itp. mogą być wykorzystywane z tak dużą precyzją.
5. Podsumowanie
Podsumowując, rozumiemy, że enkodery dzielą się na inkrementalne i absolutne według ich struktury, a oba konwertują inne sygnały, takie jak sygnały optyczne, na sygnały elektryczne, które można analizować i kontrolować. Typowe windy i obrabiarki w naszym życiu opierają się na precyzyjnej regulacji silnika, a poprzez sterowanie sprzężeniem zwrotnym w pętli zamkniętej sygnału elektrycznego enkoder z falownikiem jest również naturalnym sposobem na osiągnięcie precyzyjnej kontroli.
Czas publikacji: 20-07-2023