Инкрементальные энкодеры
Инкрементальный энкодер это дискретный датчик угла поворота вала, генерирующий нормированный электрический импульс на каждое определенное приращение угла поворота. При непрерывном вращении вала возникает последовательность импульсов, содержащая информацию об относительном угле поворота и скорости вращения.
Основным рабочим параметром энкодера является количество импульсов на один оборот вала датчика. Простой подсчет количества импульсов позволяет определить угол поворота относительно некоего начального значения. Для получения информации о скорости вращения производится операция дифференцирования, то есть определения частоты следования импульсов на некотором временном промежутке.
Многообразие физических и конструктивных решений и широкий ряд типоразмеров инкрементальных энкодеров позволяет внедрять их в любые системы обратной связи, позволяя обеспечивать высокую точность управления оборудованием.
Принцип работы инкрементальных энкодеров
Инкриментальный энкодер неприхотливый в обслуживании прибор. Инкриментальный энкодер универсальный датчик применимый в большинстве сфер производства.
Применяется в основном два физических принципа реализации энкодера:
- оптико-электронный. На валу датчика установлен оптически прозрачный диск с равномерно нанесенными на него по периметру непрозрачными метками. Свет проходит через диск от группы излучающих светодиодов к группе принимающих фотодиодов. При повороте диска и прохождении метки в луче света, изменяется засветка фотоприемников, при этом электронная схема формирует выходной импульс с нужными параметрами.
- магнитный или магнитно-резистивный. Магнитные используют в качестве чувствительного элемента датчик Холла, регистрирующий последовательность прохождения полюсов магнита, установленного на валу. Магнитно-резистивный чувствительный элемент регистрирует изменение сопротивления в зависимости от величины и направления магнитного поля.
При реализации обоих принципов, электронная схема энкодера формирует, на практике, как правило, три последовательности импульсов: две из них соответствуют расположению меток на периметре диска и сдвинуты относительно друг друга на ¼ периода (90 эл. градусов). Этот прием позволяет определять направление вращения вала энкодера. Третья последовательность состоит из одного импульса на каждый оборот и называется опорным или индексным сигналом. Он позволяет привязать показания датчика к определенному положению вала в пределах одного оборота.
При разнообразии схемных решений, выходные сигналы инкрементальных энкодеров имеют один из двух форматов, в зависимости от напряжения питания датчика и выбора пользователя: TTL/RS422 или HTL/push-pull. Все устройства работают в пределах стандарта интерфейса IO-Link, выполняя, в зависимости от степени «интеллектуальности» три вида связи в системе:
- коммутационное (бинарное) состояние (как простой датчик контактного типа);
- циклическая цифровая передача результатов измерения;
- прием программируемых параметров датчика и передача результатов его диагностики (например – перегрузка, перегрев и т.п.).
Применение инкрементальных энкодеров
Применение инкрементальных энкодеров целесообразно в любых мощных электроприводах систем точного перемещения или систем, критичных к скоростным и пуско-тормозным режимам. В таких приводах необходима точная информация о параметрах движения рабочего органа:
- в приводах станков по изготовлению бумаги и картона;
- в аппаратах любых видов упаковки и дозирования;
- в приводах лесозаготовительных и деревообрабатывающих машин;
- в приводах оборудования прокатного производства: обжимных валков, рольгангов, кантователей, опрокидывателей;
- в приводах подъёмных кранов, подъёмников и лифтов;
- в приводах металлообрабатывающих станков, бурового и строительного оборудования;
- в робототехнических комплексах и транспортерах на сборочном производстве и т.п.
Привлекательными сторонами применения инкрементальных энкодеров являются их универсальность при широком выборе типоразмеров, относительная дешевизна и простота монтажа.
Выбор инкрементального энкодера с целью интеграции его в систему управления технологическим объектом предусматривает решение следующих основных вопросов:
- точность измерения – количество импульсов на один оборот вала энкодера;
- диаметр и тип вала энкодера, необходимость дополнительных муфт, фланцев и т.п.;
- длина кабеля и тип выходного разъёма, степень защиты устройства;
- напряжение питания, тип выходного сигнала;
- вопросы сигнальной связи энкодера с системой: необходимость программирования энкодера, программное согласование цикличности передачи результатов измерений с частотой опроса входов применяемого контроллера или работа в стандартном интерфейсе и т.п.
В разделах каталога и прайс-материалах можно получить исчерпывающую информацию по техническим характеристикам инкрементальных энкодеров, сопутствующим аксессуарам и ценам поставки.
Очевидная сложность комплексного технического решения при необходимости известной экономии требует значительной эрудиции и опыта в решении подобных ситуаций. Воспользуйтесь помощью и консультациями специалистов компании «РусАвтоматизация». Они изучат проблему, проконсультируют по интересующему Вас оборудованию и предложат оптимальные решения.