Codifica, classificazione e applicazione dell'encoder

Un encoder è un dispositivo che compila e converte un segnale (come un flusso di bit) o ​​dati in una forma che può essere utilizzata per comunicazione, trasmissione e memoria. L'encoder converte uno spostamento angolare o uno spostamento lineare in un segnale elettrico, il primo viene chiamato una ruota di codice e il secondo che viene chiamato righello di codice. Secondo la modalità di lettura, l'encoder può essere diviso in tipo di contatto e tipo non contatto; Secondo il principio di lavoro, l'encoder può essere diviso in due tipi: tipo incrementale e tipo assoluto. L'encoder incrementale converte lo spostamento in un segnale elettrico periodico, che viene quindi convertito in un impulso di conteggio e il numero di impulsi viene utilizzato per rappresentare l'entità dello spostamento. Ogni posizione dell'encoder assoluto corrisponde a un determinato codice digitale, quindi la sua indicazione è correlata solo alle posizioni iniziali e terminali della misurazione, indipendentemente dal processo intermedio della misurazione.

Secondo il principio di rilevamento, l'encoder può essere diviso in ottico, magnetico, induttivo e capacitivo. Secondo il suo metodo di calibrazione e la forma di uscita del segnale, può essere diviso in tre tipi: incrementale, assoluto e ibrido.

1.1 Encoder incrementale L'encoder incrementale emette direttamente tre set di fasi di impulso a onda quadra A, B e Z per principio di conversione fotoelettrica; La differenza di fase tra gli impulsi A e B è di 90 gradi, in modo che la direzione di rotazione possa essere facilmente determinata. La fase Z è un impulso per rivoluzione e viene utilizzata per il posizionamento del punto di riferimento. Il suo vantaggio è che la struttura principale è semplice, la vita meccanica media può essere più di decine di migliaia di ore, l'abilità anti-interferenza è forte, l'affidabilità è elevata ed è adatta alla trasmissione a lunga distanza. Lo svantaggio è che le informazioni di posizione assoluta della rotazione dell'albero non possono essere emettete.

1.2 ENCODER Absolute Encoder assoluto è un sensore digitale di output diretto. Esistono diversi dischi concentrici nella direzione radiale sul suo disco circolare. Ogni corsia ha un settore trasparente e opaco. L'albero del settore del canale di codice adiacente è raddoppiato. Il numero di canali di codice sulla ruota del codice è il numero di bit della sua cifra binaria. Da un lato del disco c'è la sorgente luminosa e, dall'altra parte, c'è un elemento fotosensibile corrispondente a ciascun canale di codice. Quando il disco si trova in posizioni diverse, ogni elemento fotosensibile converte un segnale di livello corrispondente in base al fatto che sia illuminato o meno e forma un numero binario. La caratteristica di questo tipo di encoder è che non richiede un contatore e un codice digitale fisso corrispondente alla posizione può essere letto in qualsiasi posizione dell'albero rotante. Ovviamente, devi dire n? Al momento, ci sono 16 prodotti di codificatore assoluto in Cina.

1.3 encoder ibrido encoder assoluto ibrido, che emette due serie di informazioni, viene utilizzata una serie di informazioni per rilevare la posizione del polo magnetico, con funzione di informazioni assolute; L'altro set è completamente uguale alle informazioni di output dell'encoder incrementale.

La differenza tra encoder incrementale e codificatore assoluto

1, misurazione dell'angolo

Il simulatore di guida per auto utilizza un encoder fotoelettrico come sensore per misurare l'angolo di sterzo del volante. Lo strumento di misurazione a gravità adotta un encoder fotoelettrico e collega il suo albero rotante con l'albero della manopola di compensazione dello strumento di misurazione della gravità. Il contatore dell'angolo di torsione utilizza l'encoder per misurare il cambiamento dell'angolo di torsione, come la macchina del test di torsione e il test di pesca a torsione delle canne da pesca. La macchina del test dell'impatto del pendolo utilizza l'encoder per calcolare l'impatto come variazione dell'angolo di swing.

2, misurazione della lunghezza

Il misuratore utilizza la circonferenza del rullo per misurare la lunghezza e la distanza dell'oggetto.

Il sensore di spostamento del filo misura la distanza di lunghezza dell'oggetto usando la circonferenza della ruota di avvolgimento.

La misurazione diretta dell'accoppiamento è combinata con il mandrino dell'unità di alimentazione che guida lo spostamento lineare e viene misurata dal numero di impulsi di uscita.

Rilevamento dei media, nella cremagliera dritta, il pignone della catena della catena rotante, la puleggia di temporizzazione, ecc. Per trasmettere informazioni di spostamento lineare.

3, misurazione della velocità

Velocità della linea, misurando la velocità di linea della linea di produzione collegandosi al contatore

Velocità angolare, misurando la velocità di un motore, albero, ecc.

4, misurazione della posizione

Sul lato della macchina, la posizione di coordinata di ciascun punto di coordinata della macchina utensile, come una pressa per trapano, ecc.

In termini di controllo dell'automazione, il controllo esegue l'azione specificata in posizione pastorale. Come ascensori, paranchi, ecc.

5, controllo sincrono

Attraverso la velocità angolare o la velocità lineare, il collegamento di trasmissione viene controllato in modo sincrono per ottenere il controllo della tensione.

1, principio di lavoro:

Un disco di codice ottico con un albero al centro, con un passaggio anulare e una linea incisa scura, letta da un dispositivo fotoelettrico di trasmissione e ricezione e quattro serie di segnali di onda sinusoid Wave Una differenza di fase di 90 gradi (360 gradi rispetto a un ciclo), invertire i segnali C e D, sovrapposti alle fasi A e B per migliorare il segnale stabile; e produce un impulso in fase z per rivoluzione per rappresentare il bit di riferimento zero.

Poiché le due fasi A e B sono fuori fase di 90 gradi, l'encoder può essere ottenuto confrontando la fase A prima o la fase B per determinare la rotazione in avanti e inversa dell'encoder e l'impulso di riferimento zero può essere utilizzato per ottenere la posizione di riferimento zero dell'encoder.

Il materiale del disco di codice encoder è vetro, metallo e plastica. Il disco in codice di vetro viene depositato sul vetro con una linea incisa molto sottile. La stabilità termica è buona e la precisione è alta. Il disco di codice metallico viene passato direttamente e la riga non è rotta. Tuttavia, a causa del certo spessore del metallo, la precisione è limitata e la sua stabilità termica è un ordine di grandezza peggiore di quella del vetro. Il disco in codice di plastica è economico e il suo costo è basso, ma l'accuratezza, la stabilità termica e la vita sono entrambi scarsi. .

Risoluzione: il numero di passaggi o linee scure che l'encoder fornisce a 360 gradi per rivoluzione è chiamato risoluzione, nota anche come indicizzazione della risoluzione, o linee numerate direttamente, in genere da 5 a 10000 righe per rivoluzione.

2, uscita del segnale:

L'uscita del segnale ha un'onda sinusoidale (corrente o tensione), onda quadra (TTL, HTL), collettore aperto (PNP, NPN), tipo push-pull, TTL è un azionamento differenziale a lungo termine (simmetrico A, A-; B, B -; Z, Z-), HTL è anche chiamato push-pull, uscita push-pull, l'interfaccia del dispositivo di ricezione del segnale dell'encoder dovrebbe corrispondere all'encoder.

Collegamento del segnale: il segnale dell'impulso dell'encoder è generalmente collegato al contatore, PLC, al computer. I moduli collegati al PLC e al computer sono divisi in moduli a bassa velocità e moduli ad alta velocità. La frequenza di commutazione è bassa e alta.

Come la connessione monofase, per il conteggio a una direzione singola, la misurazione della velocità a direzione singola.

Collegamento a due fasi AB, utilizzata per il conteggio in avanti e inverso, a giudicare in avanti e alla misurazione inversa e velocità.

Connessione trifase a, B, Z per la misurazione della posizione con correzione della posizione di riferimento.

A, A-, B, B-, Z, connessione Z, a causa della connessione con un segnale negativo simmetrico, la corrente contribuisce al campo elettromagnetico del cavo è 0, l'attenuazione è minima, l'anti-interferenza è ottimale e la lunga distanza può essere trasmessa.

Per gli encoder TTL con un'uscita simmetrica del segnale negativo, il segnale può percorrere fino a 150 metri.

Per gli encoder HTL con un'uscita simmetrica del segnale negativo, la distanza di trasmissione del segnale è fino a 300 metri.

3, il problema dell'encoder incrementale:

Gli encoder incrementali hanno un errore cumulativo a punti zero, l'anti-interferenza è scarso, l'apparecchiatura ricevente deve essere spenta e la potenza deve essere modificata in posizione zero o di riferimento. Questi problemi possono essere risolti usando un encoder assoluto.

Applicazione generale degli encoder incrementali:

Misurazione della velocità, misurando la direzione di rotazione, misurando l'angolo di movimento, distanza (relativo).

Esistono molte linee di incisione del canale ottico sul disco ottico dell'encoder assoluto. Ogni riga è disposta in 2 righe, 4 righe, 8 righe, 16 righe ... in modo che ogni posizione dell'encoder sia letta da ogni riga. Il passaggio e il buio del reticolo, ottengono un codice binario univoco (codice grigio) dalla potenza Zeroth di 2 alla potenza N-1 di 2, che è chiamato encoder assoluto N-bit. Tale encoder è determinato dalla posizione meccanica del disco di codice ottico e non è influenzato dalle interferenze di potenza e dalle interferenze.

Gli encoder assoluti sono univoci in ciascuna posizione determinata dalla posizione meccanica. Non hanno bisogno di essere ricordati, non devono trovare un punto di riferimento e non devono contare tutto il tempo, quando conoscere la posizione e quando leggere la sua posizione. In questo modo, le caratteristiche anti-jamming dell'encoder e l'affidabilità dei dati sono notevolmente migliorate.

Dagli encoder assoluti a svolta singola agli encoder assoluti multi-torni

Ruota l'encoder assoluto a svolta singola per misurare le linee dello scriba dell'encoder fotoelettrico in rotazione per ottenere il codice univoco. Quando la rotazione supera i 360 gradi, il codice ritorna all'origine, che non è conforme al principio della codifica assoluta. Il codice può essere utilizzato solo per misurazioni entro un intervallo di 360 gradi di rotazione, chiamato codificatore assoluto a giro singolo.

Se si desidera misurare la gamma di rotazione su 360 gradi, è necessario utilizzare un encoder assoluto multi-tornito.

Il produttore dell'encoder utilizza il principio del meccanismo del cambio di orologio. Quando la ruota del codice centrale ruota, un altro set di ruote di codice (o set di marcia, più set di dischi di codice) è guidato dall'ingranaggio e il numero di turni è aumentato sulla base della codifica a giro singolo. Codifica per espandere l'intervallo di misurazione dell'encoder, un tale codificatore assoluto è chiamato codificatore assoluto multi-turn, che è anche determinato dalla determinazione della posizione meccanica e ogni codice di posizione è unico e non deve essere memorizzato.

Un altro vantaggio dell'encoder multi-svolta è che a causa della vasta gamma di misurazioni, l'uso effettivo è spesso più ricco, quindi non è necessario trovare un punto zero durante l'installazione e una posizione intermedia viene utilizzata come punto di partenza, che semplifica notevolmente la difficoltà di installazione e debug.