Энкодер представляет собой устройство, которое преобразует вращение каких-либо механизмов в электрический сигнал. По полученному электрическому сигналу можно узнать множество параметров вращающихся механизмов таких как скорость, положение, направление и т.п.
Существует 2 типа энкодеров – инкрементальные и абсолютные. Каждый из них применяется для определенных задач. Далее рассмотрим эти типы поподробнее.
Инкрементальные энкодеры
Инкрементальный энкодер при вращении формирует импульсы пропорциональные углу поворота. Подсчитывая эти импульсы в контроллере можно узнать скорость, положение и направление вращения механизма.
Одним из основных элементов инкрементального энкодера является диск с N-количеством меток. Количество этих меток является разрешением энкодера и говорит о количестве импульсов за один полный оборот. Также на диске располагается стартовая метка, от которой определяется положение вала.
Другими из основных элементов энкодера является фотодиод и светодиод. При вращении энкодера луч между этими элементами постоянно прерывается, из-за чего на выходе формируется последовательность импульсов. Энкодеры с таким принципом действия называют оптическими и стали самыми распространёнными.
Инкрементальный энкодер является достаточно простым, надежным и недорогим средством контроля вращающихся механизмов. Может применяться для решения множества задач благодаря своей универсальности. При выборе инкрементального энкодера следует обращать внимание на следующие параметры устройства:
- Точность или разрешение энкодера;
- Размеры и тип вала;
- Материал изготовления и степень защиты.
Абсолютные энкодеры
Абсолютные энкодеры в отличие от инкрементальных на выходе формируют уникальный цифровой код, соответствующий текущему углу поворота. Это позволяет узнать положение вала в любой момент времени даже после отключения питания.
Диск абсолютного энкодера также разделён на метки, но при этом каждая из меток формирует свой уникальный сигнал.
В отличие от инкрементального у данного типа энкодеров имеется несколько типов выходного сигнала. Самыми используемыми являются «Код Грея» и Двоично-десятичный код. Проще говоря на выходе мы получаем последовательность 0 и 1 представляющих собой код определенного углового положения. После прохождения диском одного оборота цифровой код сбрасывается и отсчет начинается заново.
Абсолютные энкодеры бывают однооборотные и многооборотные.
Абсолютный однооборотный энкодер при вращении формирует только лишь уникальные цифровые коды и не несёт прямой информации о количестве оборотов.
Абсолютный многооборотный энкодер по конструкции делится на многодисковый (несколько кодовых дисков) и со встроенным счетчиком оборотов.
1. Первый тип состоит из нескольких кодовых дисков. В таких энкодерах кодовый диск, определяющий положение вала, называют диском первой ступени. Он через передаточный механизм соединяется с еще одним кодовым диском, использующимся для подсчета количества оборотов, и называется диском второй ступени.
2. Абсолютный многооборотный энкодер с счетчиком имеет вместо кодового диска второй ступени другой детектор числа оборотов, например, геркон и магнит. При вращении вала магнит замыкает геркон, а контроллер подсчитывает количество замыканий, соответствующих количеству оборотов. Число измеренных оборотов хранится в энергонезависимой памяти.
Однооборотный энкодер подойдёт для решения большинства задач, связанных с точным контролем положения валов в пределах 1 оборота (360°). Например:
- Станки для прецизионной обработки металла;
- Роботизированные промышленные системы;
- Бумажная и печатная промышленность;
- Конвейерные производственные линии;
- Автоматизация ротационных печатных машин.
Многооборотный энкодер применяется там, где ни в коем случае нельзя потерять значение положения вала. Например:
- Положение кабины лифта должно быть всегда известно для обеспечения максимальной безопасности;
- Определение положения антенны в системах телекоммуникации;
- В системах альтернативной энергетике для контроля направления фотоэлектрических элементов, по отношению к солнцу.
Различие инкрементальных и абсолютных энкодеров
Данные типы энкодеров и их принципы работы практически идентичны за счет некоторых определяющих моментов таких как, например, структура диска, тип выходного сигнала и др.
В таблице далее приведены самые важные различия между данными типами энкодеров.
Между данными типами энкодеров существует разница в стоимости устройства. Так абсолютный энкодер является технически более сложным устройствам что делает его цену выше, чем у инкрементального. Поэтому при подборе энкодера необходимо четко понимать какую задачу он будет выполнять.
Правильная постановка задачи позволит выбрать устройство без лишнего функционала и без переплат. А чтобы сохранить не только материальные, но и временные затраты, вы можете обратиться за консультацией к нашим специалистам.
Оригинал статьи в нашей рассылке - подписывайтесь
Оставляйте комментарии.
Подписывайтесь на наш канал, чтобы не пропускать новые публикации.