В предыдущей статье мы выяснили, что:
Энкодер – это датчик угловых или линейных перемещений;
Существует 2 типа энкодеров – инкрементальные и абсолютные
В зависимости от принципа измерения существует несколько видов энкодеров:
- Оптический;
- Магнитный;
- Магнитно-резистивный;
- Резольвер.
Рассмотрим их.
Оптические
Одним из самых распространённых типов является оптический энкодер. Основными элементами в этом типе устройств выступают источник и приемник света, а также специальный диск с метками. Принцип действия оптического энкодера заключается в прерывании светового излучения между оптическими элементами с помощью диска, на котором метки представляют собой прозрачные зоны (см. рис.).
В зависимости от типа энкодера (инкрементальный/абсолютный) метки на диске будут расположены либо симметрично, либо в специальной последовательности для формирования кода.
Датчики могут быть использованы для контроля положения, направления или скорости вращение различных механизмов. Также на их основе можно осуществлять различные линейные и угловые измерения с точностью от 1 мкм до 1 мм.
Разрешения оптических энкодеров может достигать 10000 импульсов на 1 полный оборот.
Магнитные
Магнитный энкодер представляет собой датчик, фиксирующий изменение полюса магнитного поля на специальном вращающимся диске. В данном виде устройства основными элементами являются чувствительный элемент, который фиксирует изменение полюса и магнитная линейка, которая расположена на вращающемся диске.
Магнитный диск, или магнитная линейка имеет определенное количество пар полюсов «север-юг». Специальный датчик (ASIC-сенсор) считывает соответствующие синусоиды, далее сигнал интерполируется и оцифровывается для передачи на верхний уровень управления.
Разрешение современных магнитных датчиков может достигать 0,005 мм. Приборы устойчивы к работе в грязной и неблагоприятной среде, где возможны вибрации, сильные удары и биения.
Магнитно-резистивные
Абсолютный магнитно-резистивный энкодер представляет собой датчик, фиксирующий изменение тока относительно угла поворота.
Этот вид энкодера работает следующим образом: катушка, вращающаяся вместе с валом, находится в магнитном поле; в зависимости от положения катушки ток будет разным, так под углом в 90º, относительно магнитного поля, значение тока максимально, а при угле в 0º минимально.
Данный тип датчика отлично подходит для измерения угла поворота. А главным его достоинством является возможность работы в температурном диапазоне от -55 до +150 Сº.
Резольверы
Резольвер представляет собой электрический трансформатор, с помощью которого измеряется угол поворота.
Основными элементами резольвера являются статор и ротор. Ротор связан с валом движущегося механизма. Статор состоит, как правило, из 3 обмоток: первичная и две вторичных. На первичную обмотку подается переменный ток высокой частоты, и, при вращении ротора, на вторичных обмотках формируется выходной сигнал в виде синусоиды или косинусоиды, пропорциональный углу поворота.
Данный тип энкодеров наиболее дорогим и габаритным из всех рассмотренных видов. Но также он имеет самую высокую надежность и прочность, что позволяет использовать его в сферах, где присутствуют высокие нагрузки и вибрации, а также возможность ударов.
Нюансы применения каждого типа
Для того, чтобы было проще разбираться во всем разнообразии видов энкодеров, подведем итоги по каждому из вышерассмотренных:
Оптические энкодеры:
o Преимущества: Доступность, простота, высокое разрешение и точность;
o Недостатки: Хрупкость и восприимчивость к внешней среде, возможность загрязнения, небольшой температурный диапазон;
Магнитные энкодеры:
o Преимущества: Высокое разрешение, устойчивость к внешним негативным факторам (вибрация, грязь, удары), простота настройки;
o Недостатки: температурный диапазон выше, чем у оптических, но ниже чем у резольверов, более высокая стоимость в сравнении с оптическим;
Магнитно-резистивные энкодеры:
o Преимущества: те же что и у магнитных, но более широкий диапазон рабочей температуры;
o Недостатки: повышенная чувствительность к вибрации и электромагнитным помехам;
Резольверы:
o Преимущества: Самые прочные, надежные и долговечные, наибольший диапазон рабочей температуры;
o Недостатки: Высокая стоимость, большие габариты, большой вес, сложность внедрения;
Подробная информация
Все вышеперечисленные виды энкодеров выполняют одну и ту же основную задачу – это фиксирование углового перемещения и всего с ним связанного.
При этом делают они это разным способом, с разной надежностью, а главное - по разной цене. Поэтому при выборе энкодера важно четко понимать стоящую перед ним задачу и условия его эксплуатации.
Для правильного выбора модели энкодера, обратитесь за консультацией к нашим специалистам. Их помощь позволит не только подобрать необходимый датчик, но также сэкономит материальные и временные ресурсы.
Оригинал статьи в нашей рассылке - подписывайтесь
Оставляйте комментарии.
Подписывайтесь на наш канал, чтобы не пропускать новые публикации.