Как энкодер измеряет положение?

Привет! Меня как поставщика энкодеров часто спрашивают, как энкодеры измеряют положение. Это увлекательная тема, и я рад рассказать вам о ней в этом сообщении в блоге.

Для начала давайте разберемся, что такое кодировщик. Энкодер — это устройство, которое преобразует движение в электрический сигнал. Затем этот сигнал можно использовать для определения положения, скорости или направления движущегося объекта. Энкодеры используются в широком спектре приложений: от робототехники и автоматизации до промышленного оборудования и автомобильных систем.

Существует два основных типа энкодеров: инкрементные энкодеры и абсолютные энкодеры. Начнем с рассмотрения инкрементальных энкодеров.

Инкрементальные энкодеры

Инкрементальные энкодеры работают, генерируя серию импульсов при вращении вала энкодера. Эти импульсы подсчитываются счетчиком в системе управления, и количество импульсов пропорционально величине вращения. Чем больше импульсов, тем больше вращался вал.

Основные компоненты инкрементного кодера включают кодовый диск, источник света и фотодетектор. Кодовый диск представляет собой круглый диск с узором из непрозрачных и прозрачных участков. При вращении диска свет от источника проходит через прозрачные секции и фиксируется фотодетектором. Каждый раз, когда свет обнаруживается, генерируется импульс.

Шаблон на кодовом диске может быть либо простым двоичным шаблоном, либо более сложным шаблоном с несколькими дорожками. Бинарный шаблон состоит из серии чередующихся непрозрачных и прозрачных участков, а многодорожечный шаблон может предоставлять дополнительную информацию, например, о направлении вращения.

Для определения направления вращения инкрементальные энкодеры часто используют два канала, обычно обозначаемые А и В. Импульсы на этих двух каналах смещаются на четверть цикла. Сравнивая соотношение фаз между каналами А и В, система управления может определить, вращается ли вал по часовой стрелке или против – по часовой стрелке.

Например, если импульс канала A опережает импульс канала B, вал вращается в одном направлении, а если импульс канала B опережает канал A, он вращается в другом направлении.

Инкрементные энкодеры относительно просты и экономичны, что делает их популярным выбором для многих приложений. Одним из наших популярных инкрементальных энкодеров являетсяOVW2-06-2MHT Энкодер вращения. Это надежный вариант для приложений, где необходимо измерить относительное положение и скорость.

Абсолютные энкодеры

С другой стороны, абсолютные энкодеры предоставляют уникальный цифровой код для каждого положения вала энкодера. В отличие от инкрементальных энкодеров, которые измеряют только изменения положения, абсолютные энкодеры могут сразу сообщить точное положение вала без необходимости подсчитывать импульсы от контрольной точки.

Кодовый диск абсолютного энкодера имеет более сложную структуру. Каждой позиции на диске соответствует уникальный двоичный код. Количество дорожек на кодовом диске определяет разрешение кодера. Больше дорожек означает больше битов в двоичном коде и, следовательно, более высокое разрешение.

Например, 8-битный абсолютный энкодер может представлять 2^8 = 256 различных позиций, а 12-битный энкодер может представлять 2^12 = 4096 различных позиций.

Существует два основных типа абсолютных энкодеров: однооборотные абсолютные энкодеры и многооборотные абсолютные энкодеры. Однооборотные абсолютные энкодеры могут измерять положение только за один полный оборот вала, тогда как многооборотные абсолютные энкодеры могут измерять положение за несколько оборотов.

Многооборотные абсолютные энкодеры используют дополнительные механизмы, такие как шестерни или магнитные датчики, для отслеживания количества полных оборотов. Это позволяет им предоставлять уникальный код позиции для любой позиции в большом диапазоне вращения.

Одним из наших высококачественных абсолютных энкодеров являетсяEQN 1325.049–2048 ID 655251–03 Абсолютный поворотный энкодер. Он обеспечивает высокое разрешение и надежность, что делает его пригодным для применений, где точное измерение положения имеет решающее значение.

Измерение положения с помощью энкодеров

Теперь, когда мы понимаем основные типы энкодеров, давайте поговорим о том, как они используются для измерения положения в реальных приложениях.

В типичном применении энкодер устанавливается на валу двигателя или на движущейся части. По мере движения детали энкодер генерирует соответствующие электрические сигналы. Эти сигналы затем отправляются в систему управления, такую ​​как программируемый логический контроллер (ПЛК) или контроллер движения.

Система управления обрабатывает сигналы энкодера для определения положения подвижной части. В инкрементных энкодерах система управления считает импульсы и отслеживает направление вращения. Для абсолютных энкодеров система управления напрямую считывает цифровой код для определения положения.

Информация о местоположении может использоваться различными способами. Например, в роботизированной руке энкодер можно использовать для точного контроля положения каждого сустава. Система управления может сравнивать желаемое положение с фактическим положением, измеренным энкодером, и соответствующим образом регулировать мощность двигателя, чтобы переместить рычаг в правильное положение.

В конвейерной системе энкодеры могут использоваться для измерения скорости и положения ленты. Эту информацию можно использовать для управления потоком материалов на ленте и обеспечения доставки материалов в нужное место и в нужное время.

Точность и разрешение

Когда дело доходит до энкодеров, точность и разрешение являются двумя важными факторами. Точность означает, насколько близко измеренное положение к фактическому положению, а разрешение относится к наименьшему изменению положения, которое может обнаружить энкодер.

На точность энкодера могут влиять несколько факторов, включая механические ошибки, электрические шумы и изменения температуры. Для повышения точности в энкодерах часто используются высококачественные компоненты и передовые методы обработки сигналов.

Разрешение определяется количеством импульсов на оборот для инкрементальных энкодеров и количеством бит в цифровом коде для абсолютных энкодеров. Энкодер с более высоким разрешением может предоставить более точную информацию о местоположении, но он также может быть более дорогим.

Например,ECN 413 2048 01–58 ID 1065932–30 Энкодеробеспечивает относительно высокое разрешение, что делает его пригодным для применений, где требуется точно настроенное управление положением.

Заключение

В заключение отметим, что энкодеры являются важными устройствами для измерения положения, скорости и направления в широком спектре приложений. Если вам нужен инкрементальный энкодер для простого измерения относительного положения или абсолютный энкодер для точного и абсолютного измерения положения, всегда найдется энкодер, который сможет удовлетворить ваши потребности.

Как поставщик энкодеров, мы предлагаем широкий ассортимент высококачественных энкодеров для различных применений и бюджетов. Если вы ищете кодировщик или у вас есть вопросы о том, как работают кодеры, свяжитесь с нами. Мы здесь, чтобы помочь вам найти подходящий кодировщик для вашего проекта и оказать любую техническую поддержку, которая может вам понадобиться. Давайте начнем разговор о требованиях к вашему кодировщику и посмотрим, как мы можем работать вместе, чтобы решить ваши проблемы с измерением положения.

Ссылки

• «Справочник по кодировщикам» от Heidenhain Corporation
• «Основы управления движением» от Parker Hannifin Corporation
• Техническая документация от производителей энкодеров, таких как Siemens, Fanuc и Omron.