Lineární snímače jsou klíčové v aplikacích vyžadujících vysokou přesnost a přesné měření lineárního posuvu. Používají se v celé řadě průmyslových odvětví, od výroby a robotiky až po lékařské přístroje a metrologii, zajišťující přesné řízení a měření v různých složitých systémech.

Význam lineárních snímačů v moderní technologii

V dnešním světě řízeném technologiemi je potřeba přesnosti a přesnosti měření a pohybů prvořadá. Lineární enkodéry hrají klíčovou roli při plnění těchto potřeb tím, že poskytují přesnou zpětnou vazbu polohy, která je nezbytná pro hladký provoz mnoha high-tech systémů.

Robotika je další oblastí, kde jsou lineární kodéry životně důležité. Roboti se na tato zařízení spoléhají, že se pohybují přesně a provádějí úkoly s vysokou přesností. Ať už se jedná o montáž drobných součástek při výrobě elektroniky nebo provádění jemných chirurgických zákroků, přesnost poskytovaná lineárními kodéry je rozhodující pro úspěšné výsledky.

V metrologii, vědě o měření, poskytují lineární snímače zpětnou vazbu s vysokým rozlišením nezbytnou pro přesná měření. To je zásadní v procesech kontroly kvality, kde i sebemenší odchylka může vést k významným problémům.

Lékařská zařízení také významně těží z přesnosti lineárních kodérů. Zobrazovací systémy například vyžadují přesné umístění, aby vytvořily jasné a přesné snímky, které jsou nezbytné pro diagnostiku a plánování léčby.

Typy lineárních kodérů

Lineární kodéry se dodávají v různých typech, z nichž každý je navržen tak, aby vyhovoval specifickým potřebám aplikace. Dvě primární kategorie jsou inkrementální lineární kodéry a absolutní lineární kodéry. Pochopení rozdílů mezi těmito typy je zásadní pro výběr správného kodéru pro vaši aplikaci.

Inkrementální lineární enkodéry
Inkrementální lineární enkodéry fungují tak, že generují impulsy, když se enkodér pohybuje. Tyto impulsy se počítají, aby se určila poloha vzhledem k výchozímu bodu. Základní princip zahrnuje stupnici s rovnoměrně rozmístěnými čarami a čtecí hlavu, která se pohybuje po stupnici a generuje signály, když tyto čáry detekuje.

Mezi klíčové vlastnosti inkrementálních lineárních snímačů patří:

• Relativní umístění: Poskytují informace o změnách polohy z referenčního bodu, spíše než z absolutní polohy.
• Jednoduchost a hospodárnost: Díky jednodušší konstrukci jsou inkrementální enkodéry obecně levnější než absolutní enkodéry, což z nich dělá oblíbenou volbu pro aplikace, kde je cena významným faktorem.
• Vysoké rozlišení: Inkrementální kodéry mohou nabízet velmi vysoké rozlišení a poskytují přesné možnosti ovládání a měření.

Inkrementální snímače jsou široce používány v aplikacích, jako jsou CNC stroje, kde poskytují potřebnou zpětnou vazbu pro přesné řízení pohybu nástroje. Jsou také běžné v různých automatizačních a robotických aplikacích, kde stačí přesné relativní polohování.

Absolutní lineární kodéry
Absolutní lineární kodéry na druhé straně poskytují jedinečnou hodnotu polohy v každém bodě na stupnici. To znamená, že každá pozice na stupnici má zřetelný signál, což umožňuje systému znát přesnou polohu ihned po spuštění bez nutnosti opětovného odkazování.

Mezi klíčové vlastnosti absolutních lineárních snímačů patří:

• Absolutní polohování: Nabízejí pravdivé informace o poloze za všech okolností, dokonce i po výpadku napájení nebo restartu systému. Díky tomu jsou vysoce spolehlivé a zajišťují konzistentní výkon.
• Vyšší složitost a cena: Vzhledem ke složitější konstrukci a potřebě sofistikovanější elektroniky bývají absolutní enkodéry dražší než inkrementální enkodéry.
• Vylepšená bezpečnost a spolehlivost: Schopnost poskytovat údaje o absolutní poloze zvyšuje bezpečnost a spolehlivost, zejména v kritických aplikacích, kde je vždy nezbytné znát přesnou polohu.

Absolutní enkodéry jsou ideální pro aplikace, kde je zásadní udržování informací o poloze, jako jsou lékařská zobrazovací zařízení, přesná měřicí zařízení a špičkové automatizační systémy. Zajišťují, že systém má vždy přesné údaje o poloze, snižuje riziko chyb a zlepšuje celkový výkon.

Jak fungují lineární kodéry

Pochopení toho, jak lineární kodéry fungují, zahrnuje ponoření se do jejich základních pracovních principů a procesů generování a zpracování signálu. Tyto prvky jsou zásadní pro provoz a využitelnost lineárních enkodérů v různých aplikacích.

Základní pracovní princip
Základem činnosti lineárního kodéru je interakce mezi stupnicí a čtecí hlavou. Stupnice, kterou může být proužek materiálu s rovnoměrně rozmístěnými značkami nebo vzory, slouží jako reference pro polohu. Čtecí hlava se pohybuje po této stupnici a detekuje značky pro určení polohy.

Zde je zjednodušené rozdělení základního principu práce:

• • Pohyb měřítka: Měřítko nebo pravítko je pevně spojeno s objektem, jehož poloha je měřena. Jak se tento objekt pohybuje, mění se i měřítko.
  • Detekce čtecí hlavy: Čtecí hlava, která obsahuje senzory, se pohybuje po stupnici. Tyto senzory detekují značky na stupnici.
  • Generování signálu: Když čtecí hlava detekuje značky, generuje signály, které odpovídají poloze stupnice. Tyto signály jsou často ve formě světelných pulzů (optické kodéry), magnetických polí (magnetické kodéry) nebo elektrických změn (kapacitní nebo indukční kodéry).

Tato interakce zajišťuje, že jakýkoli lineární pohyb objektu je přesně zachycen a převeden do elektronických signálů, které představují polohu.

Generování a zpracování signálu

Proces generování a zpracování signálu v lineárních enkodérech je zásadní pro převod fyzického pohybu na přesná digitální data, která mohou být využita řídicími systémy.

Generování signálu:

• • • Optické kodéry: Použijte světelný zdroj a fotodetektor. Stupnice má průhledné a neprůhledné části a jak se čtecí hlava pohybuje, světlo prochází skrz nebo je blokováno a vytváří světelné pulzy, které se převádějí na elektrické signály.
    • Magnetické kodéry: Použijte magnetický proužek se střídajícími se severními a jižními póly. Čtecí hlava obsahuje magnetické senzory, které detekují změny magnetického pole při jeho pohybu po stupnici a generují odpovídající signály.
    • Kapacitní kodéry: Využijte stupnici s různými kapacitními vzory. Jak se čtecí hlava pohybuje, jsou detekovány změny kapacity a převedeny na elektrické signály.
    • Indukční kodéry: Použijte cívky a vodivé vzory. Pohyb čtecí hlavy mění indukčnost a generuje elektrické signály.

Zpracování signálu:

• • Počáteční konverze: Nezpracované signály generované čtecí hlavou jsou analogové povahy. Tyto signály jsou nejprve převedeny do digitální podoby pomocí analogově-digitální konverze.
  • Interpolace: Pro dosažení vyššího rozlišení jsou digitální signály často interpolovány. To znamená rozdělení základní periody signálu na jemnější přírůstky, což umožňuje přesnější měření polohy.
  • Filtrování a úprava: Digitální signály mohou projít filtrací, aby se odstranil šum a úprava, aby se zajistilo, že mají správný formát a úroveň pro přijímací řídicí systém.
  • Generování výstupu: Nakonec jsou zpracované signály odeslány jako digitální data, která může řídicí systém stroje použít k určení přesné polohy měřeného objektu.

Výhody použití lineárních kodérů

Lineární snímače nabízejí řadu výhod, díky kterým jsou nepostradatelné v mnoha vysoce přesných aplikacích. Pojďme prozkoumat některé z klíčových výhod:

Vysoká přesnost a přesnost
Jednou z nejvýznamnějších výhod lineárních snímačů je jejich schopnost poskytovat vysokou přesnost a přesnost při měření polohy. To je zásadní v aplikacích, jako je CNC obrábění, kde i malé odchylky mohou ovlivnit kvalitu konečného produktu.

Spolehlivost a životnost
Lineární enkodéry jsou navrženy tak, aby byly robustní a spolehlivé, a proto jsou vhodné pro náročná průmyslová prostředí. Mnohé z nich jsou vyrobeny tak, aby vydržely drsné podmínky, jako je prach, vibrace a změny teploty.
Snadná integrace
Lineární kodéry jsou navrženy tak, aby se hladce integrovaly se stávajícími systémy. Ať už upgradujete starý systém nebo instalujete nový, lineární enkodéry lze snadno začlenit, což poskytuje okamžitá zlepšení v přesnosti a ovládání.

Vylepšený výkon
Poskytováním přesné zpětné vazby polohy pomáhají lineární kodéry zlepšit celkový výkon systémů, ve kterých jsou použity. To vede ke zvýšení efektivity, vyšší kvalitě výstupů a lepšímu využití zdrojů.

Okamžitá zpětná vazba polohy
Na rozdíl od některých jiných typů snímačů polohy nabízejí lineární snímače okamžitou a nepřetržitou zpětnou vazbu. Tato data v reálném čase jsou nezbytná pro dynamické systémy, které vyžadují neustálé úpravy a monitorování, jako jsou robotické a automatizační systémy.

Nevýhody a omezení

Zatímco lineární kodéry nabízejí četné výhody, přicházejí také s určitými omezeními, která je třeba vzít v úvahu:

Úvahy o nákladech
Vysoce přesné lineární snímače, zejména absolutní typy, mohou být poměrně drahé. Náklady zahrnují nejen samotné zařízení, ale také související náklady na instalaci a integraci. U aplikací citlivých na rozpočet to může být významné omezení, takže je nutné vyvážit potřebu přesnosti a omezení nákladů.

Citlivost prostředí
Některé typy lineárních kodérů, zejména optické kodéry, mohou být citlivé na faktory prostředí, jako je prach, špína a změny teploty. Tyto podmínky mohou narušovat schopnost kodéru přesně detekovat polohu, což může vést k chybám. Ke zmírnění těchto problémů jsou nutná ochranná opatření, jako jsou kryty nebo pravidelná údržba.

Složitost instalace
Instalace lineárních snímačů může být složitá a vyžaduje přesné vyrovnání pro zajištění přesných měření. Jakékoli nesprávné vyrovnání může vést k chybám a snížení výkonu. To znamená, že pro instalaci a kalibraci je často zapotřebí kvalifikovaný personál, což zvyšuje celkové náklady a složitost.

Požadavky na údržbu
Pro zajištění optimálního výkonu lineárních snímačů je nezbytná pravidelná údržba. To zahrnuje čištění váhy a čtecí hlavy, kontrolu zarovnání a zajištění, že kodér pracuje v rámci specifikovaných podmínek prostředí. Neprovádění běžné údržby může vést ke snížení výkonu a případnému selhání.

Omezený rozsah
V některých aplikacích může být omezujícím faktorem lineární rozsah kodéru. Zatímco mnoho lineárních kodérů může pokrýt značné vzdálenosti, existují praktické limity jejich dosahu. Pro měření na extrémně dlouhé vzdálenosti mohou být vyžadována alternativní řešení.

Rušení elektrického šumu
Lineární enkodéry, zejména ty s výstupy analogového signálu, mohou být citlivé na rušení elektrickým šumem. Tento šum může zkreslit signály, což vede k nepřesným údajům o poloze. Pro minimalizaci dopadu elektrického šumu je nezbytné stínění a správné uzemnění.

Závěr
Lineární snímače jsou nepostradatelnými nástroji v moderní technologii, které poskytují přesnost a spolehlivost potřebnou pro širokou škálu aplikací. Od CNC strojů a robotiky až po lékařská zařízení a metrologii, tato zařízení zajišťují přesnou zpětnou vazbu polohy, čímž zvyšují výkon a efektivitu bezpočtu systémů.

Pochopením typů lineárních kodérů, jejich pracovních principů a metod jejich zpracování signálu lze ocenit jejich zásadní roli v různých průmyslových odvětvích.

Výběr správného lineárního enkodéru zahrnuje vyvážení těchto faktorů, aby byly splněny specifické požadavky aplikace. Ať už potřebujete jednoduchost a hospodárnost inkrementálních snímačů nebo absolutní přesnost polohy absolutních snímačů, existuje řešení lineárního snímače, které vyhovuje vašim potřebám.

S neustálým vývojem technologie se budou vyvíjet i možnosti lineárních kodérů, které v budoucnu slibují ještě větší přesnost, odolnost a chytrou integraci. Zůstanete-li informováni a vyberete si vhodný kodér pro své aplikace, můžete využít plný potenciál těchto pozoruhodných zařízení a zajistit tak optimální výkon a inovace ve vašem oboru.

Сообщение Lineární kodér появились сначала на Eltra-encoder.com.

Níže jsou uvedeny technologie, na kterých jsou založeny absolutní snímače Eltra, jejich rozdíly a vlastnosti.

Optické kodéry

Moderní absolutní optický kodér je extrémně složité zařízení. Při vývoji optického kodéru s vysokým rozlišením se konstruktéři potýkají s velkým množstvím protichůdných faktorů, které velmi ovlivňují přesnost a spolehlivost kodéru na dlouhou dobu.

Princip optického měření

Klíčovou součástí optických kodérů je kodérový disk namontovaný na hřídeli. Tento disk je vyroben z průhledného materiálu se soustředným vzorem průhledných a neprůhledných oblastí. Infračervené světlo z LED dopadá na řadu fotoreceptorů přes kódový disk. Jak se hřídel otáčí, jedinečná kombinace fotoreceptorů je osvětlena světlem, které prošlo vzorem na disku.

U víceotáčkových modelů je v převodovém mechanismu instalována další sada kódových kotoučů. Jak se hlavní hřídel snímače otáčí, tyto propojené kotouče se otáčejí jako mechanismus počítadla kilometrů. Poloha otáčení každého disku je řízena opticky a výstupem je informace o počtu otáček hřídele kodéru.

Funkčnost

Optické absolutní enkodéry Eltra využívají vysoce integrovanou technologii Opto-ASIC poskytující rozlišení až 16 bitů (65536 kroků) na otáčku. U víceotáčkových modelů je rozsah měření zvětšen mechanicky zapojenými kódovými kotouči až na 16384 (214) otáček.

Konstrukce optického kodéru

Hlavním problémem je přítomnost velkého množství optických, mechanických a elektronických součástek, které jsou svou povahou zcela odlišné. Mechanika je tedy náchylná k mechanickému opotřebení.

Kvalitu optických prvků ovlivňují především následující faktory:

• znečištění,
• pošpinění,
• změny intenzity záření.

Vysoké rozlišení kodéru vyžaduje použití optického disku s vysokou hustotou šablony. Pro optické/fyzické rozlišení (a ne interpolované!) 12 bitů je zapotřebí disk se sektory rozdělujícími kruh na 4096 částí/značek.

Čím kompaktnější je kodér a čím menší je průměr disku, tím vyšší jsou požadavky na optiku kodéru.

Pro rozpoznání takové hustoty vzoru na disku je nutné umístit čtecí matici do těsné blízkosti disku. Minimální mezera mezi rotujícím diskem a čtecím polem klade velmi vysoké nároky na mechaniku. Minimální házení/vůle hřídele způsobí, že se disk během otáčení dotkne čtecí matrice a v důsledku toho poškodí šablonu nanesenou na disk.

Opotřebení mechanických částí kodéru nebo netěsnost pouzdra také vede ke znečištění optiky produkty opotřebení a prachem vnikajícím zvenčí a v důsledku toho ke zkreslení výsledků měření.

Optický disk je důležitou součástí kodéru. Vlivem času, teplotních změn a mnoha dalších faktorů se mohou materiálové vlastnosti kotouče časem měnit, jako je matování a deformace .

1. Tarnish , v kombinaci se ztrátou intenzity LED podsvícení, může drasticky snížit spolehlivost provozu a/nebo způsobit úplné selhání provozu.
2. Deformace může způsobit nebezpečí kontaktu mezi diskem a matricí při otáčení hřídele kodéru se stejnými důsledky.

Výhody optických kodérů

Hlavní výhody optického kodéru jsou:

• poskytuje vysoké rozlišení a přesnost;
• vynikající dynamický výkon;
• vhodnost pro použití v oblastech s vysokým magnetickým polem.

Protože otáčení kotoučů kodéru je čistě mechanický proces, nemohou tato zařízení ztratit informace o své absolutní poloze, pokud je přístroj dočasně vypnutý. Záložní baterie nejsou nutné!

Optické absolutní enkodéry Eltra.

Společnost vyrábí víceotáčkové i jednootáčkové optické enkodéry. Elektronické rozhraní může být Profibus, SSI nebo Profinet.

Hlavní série jsou:

• Optický víceotáčkový : AAM58B, AAM58C, AAM58F, EAM58A, EAM58B, EAM58C, EAM58D, EAM58E, EAM63A, EAM63B, EAM63C, EAM63D, EAM63E, EAM58F, EAM63GAX, EAM63GAX,60 90B, EAM90C, EAM90D, EAM90E , EAMX80A, EAMX80D.
• Optické jednootáčkové : EA58F, EA63F, EA63G, EA58B, EA58C, EA63A, EA63D, EA63E, EA63AX, EA63DX, EA90A, EA115A, EAX80A, EAX80D.

Magnetické kodéry

Magnetické snímače určují úhlovou polohu pomocí technologie magnetického pole. Permanentní magnet namontovaný na hřídeli kodéru vytváří magnetické pole, které je měřeno senzorem, který generuje jedinečnou absolutní hodnotu polohy.

Inovativní víceotáčková technologie

Víceotáčkové magnetické enkodéry Eltra využívají inovativní technologii ke sledování počtu otáček, i když k otáčkám dojde, když je systém vypnutý.

K provedení tohoto úkolu převádějí kodéry rotaci hřídele na elektrickou energii. Technologie je založena na Wiegandově efektu : když se permanentní magnet na hřídeli kodéru otočí o určitý úhel, magnetická polarita ve „Wiegandově drátu“ se prudce změní a vytvoří krátkodobou napěťovou špičku ve vinutí obklopujícím drát. Tento impuls označuje rotaci hřídele a také dodává energii elektronickému obvodu, který tuto událost registruje.

Wiegandův efekt se vyskytuje za všech podmínek, dokonce i při velmi pomalé rotaci, a eliminuje potřebu záložních baterií.

Výhody magnetických kodérů

Magnetické kodéry jsou:

• spolehlivý,
• odolný a

Bezbateriový design bez převodovky poskytuje mechanickou jednoduchost a nižší cenu než optické enkodéry. Jejich kompaktní rozměry umožňují jejich použití ve velmi omezených prostorech.

Eltra magnetické absolutní enkodéry.

Eltra nabízí jednootáčkové i víceotáčkové optické enkodéry se slepou a dutou hřídelí.

Hlavní rodiny jsou:

• Řada magnetických víceotáčkových enkodérů : EAM36A, EAM36G, EAM36F, EAMW58B, EAMW58C, EAMW63D.
• Magnetické jednootáčkové enkodéry : EA36A, EA36G, EA36F, EMA22A, EMS22A, EMA50A, EMA50B (BY), EMA50F, EMA50G, EMA55A (AY), EML50A, EML50B (BY), EML50G, EML50G, EML50G.

Rotační kodér – optický nebo magnetický?

Rotační enkodéry převádějí úhel natočení hřídele na elektrický signál a pracují na optickém nebo magnetickém principu činnosti.

Společný názor je:

• optické kodéry měří přesněji , zatímco
• magnetické enkodéry jsou stabilnější a odolnější v designu

Je to opravdu pravda?

Odborníci se domnívají, že tomu tak není. V současné době již optické kodéry z hlediska přesnosti nepřekonají magnetické kodéry.

Technologie magnetických kodérů v posledních letech umožnila zcela překlenout mezeru optickými kodéry ve vztahu ke všem důležitým elektrickým parametrům. Dnešní magnetické kodéry již dosahují rozlišení 16 bitů s přesností 0,09° a tím výkonu, který byl dříve dosažitelný pouze s optickými kodéry. V roce 2013 došlo ke skutečné revoluci v poměru technologií, kdy byl představen magnetický kodér, který ve všech klíčových parametrech dosahuje tradičních optických systémů.

Co umožnilo tolik zvýšit schopnosti magnetických kodérů?

Klíčem k úspěchu byl technologicky kvalitativní skok, ve kterém hrála důležitou roli úspěšná kombinace hardwaru a softwaru magnetického systému.

Magnetické kodéry nové generace jsou založeny na Hallových senzorech , jejichž analogové signály zpracovává rychlý 32bitový mikrokontrolér v reálném čase.

Přesná kalibrace je zajištěna:

• složité softwarové algoritmy,
• nové high-tech čipy.

To vše zaručuje nejvyšší přesnost nové řady magnetických enkodérů.

Co se týče optických kodérů , i zde dochází k dalšímu vývoji, avšak bez výraznějších skoků v dosažených výsledcích. V zásadě se tato technologie používá v podobě, v jaké existovala před 50 lety.

Dnešní optické kodéry jsou:

• menší,
• s vyšším rozlišením,
• částečně mechanicky pevnější,
• stabilnější než předchozí generace kodérů.

Základní problémy týkající se citlivosti na vlhkost, znečištění a mechanické namáhání však přetrvávají dodnes.

Optické systémy jsou ze své podstaty citlivé na cokoli, co by mohlo rušit spolehlivý přenos signálu ze světelného zdroje na jeho cestě k citlivým fotoreceptorům. V tomto ohledu byly magnetické kodéry vždy napřed. Ať už je to prach, mlha nebo silné otřesy, nic nemůže tak rychle narušit výkon magnetického kodéru.

Z hlediska odolnosti vůči magnetickým polím jsou optické kodéry vhodnější než magnetické ?

Odolnost proti rušení magnetických snímačů Eltra je dobře řízena díky speciálním mechanismům stínění proti magnetickým polím. I v těsné blízkosti silných zdrojů rušení, jako jsou elektronické motorové brzdy, fungují magnetické enkodéry bez problémů.

Optické kodéry tak již nemají žádné výhody z hlediska magnetické stability. Optické kodéry lze považovat za drahé řešení pro aplikace, kde je vyžadováno extrémně vysoké rozlišení, řekněme 20 bitů na otáčku. Ve většině případů je přesnost magnetických snímačů dostatečná.

Závěrem lze konstatovat, že magnetické kodéry nabízejí podstatně více možností a volnosti v designu. Jsou mnohem kompaktnější a lehčí než optické, které jsou u víceotáčkových modelů mnohem masivnější než magnetické kvůli přítomnosti poměrně velké převodovky sestávající z několika optických disků.

Magnetické enkodéry díky své kompaktnosti umožňují jejich integraci do velmi omezených prostor ve stroji nebo jiném zařízení. No a dalším nezanedbatelným pozitivním faktorem je příznivější cena. Jedním slovem není vůbec překvapivé, že hlavním trendem jsou nyní magnetické enkodéry.

Сообщение Absolutní optické a magnetické kodéry появились сначала на Eltra-encoder.com.

Typy kodérů nebo jak vybrat správný kodér

Typy kodérů

Existují dva nejběžnější typy rotačních kodérů: inkrementální a absolutní.

Inkrementální (kvadraturní) kodér

Inkrementální kodéry generují pulzní signály, když se kolo nebo hřídel otočí o určitou úhlovou vzdálenost. Tento typ vydává dva samostatné signály v kvadraturním uspořádání, takže může indikovat jak vzdálenost, tak směr otáčení hřídele.

Kromě indikace směru a vzdálenosti mají některé inkrementální kodéry také funkci indexování v jednom bodě otáčení. Funkce indexování umožňuje hřídeli vrátit se do známého bodu. Ostatní kodéry mají tlačítko Enter, které přidává nové uživatelské rozhraní.

Hlavní výhody inkrementálních kodérů jsou:

1. spolehlivost,
2. snadnost instalace,
3. relativně nízké náklady.

Aby bylo možné vybrat inkrementální kodér, je nutné určit následující hlavní body:

• požadovaná přesnost měření,
• průměr hřídele a jeho modelová varianta,
• typ výstupního konektoru kabelu a jeho délka,
• elektrické charakteristiky.

Inkrementální snímače jsou jedním z nejběžnějších snímačů v moderních komplexních technických systémech. Jejich použití je účelné v jakýchkoli výkonných elektrických pohonech přesných pohybových systémů nebo systémů, které jsou kritické pro vysokorychlostní režimy a režimy rozjezdového brzdění.

Zde je jen několik příkladů jejich použití:

• Lékařské vybavení
• Automatizované testovací a diagnostické zařízení
• Samohybná robotická zařízení
• Systémy kontroly vstupu

Absolutní kodér

Z velké části inkrementální kodéry ze své podstaty „neznají“ polohu hřídele (jinou než indexový bod). Absolutní enkodéry na druhé straně používají interní odečet k přímému měření úhlové polohy a udržují tuto schopnost měření, i když je napájení vypnuto.

Kromě určování polohy hřídele mohou víceotáčkové absolutní enkodéry také určovat, kolik otáček enkodér udělal v jednom nebo druhém směru.

Absolutní snímače jsou důležitým pojítkem mezi mechanickou částí stroje a jeho řídící jednotkou díky svým přesným a jednoznačným měřením, které mohou okamžitě přenášet. Tato kvalita se úspěšně používá v moderních podnicích strojírenství a robotiky.

Absolutní kodéry jsou rozděleny podle následujících parametrů:

• Jednootáčkový nebo víceotáčkový
• Počet impulsů na otáčku nebo počet bitů
• S hřídelí, s dutým rotorem nebo s průchozím dutým rotorem
• Průměr hřídele nebo vrtání hřídele

Při výběru absolutního kodéru byste měli věnovat pozornost následujícím parametrům:

• Počet bitů na otáčku. Na tomto indikátoru závisí přesnost systému.
• Typ připojení hřídele ke snímači.
• Typ výstupu kodéru (Nejběžnější typy signálových výstupů jsou paralelní kód, rozhraní SSI, DeviceNet, Profibus-DP, CANopen, LWL).
• Elektrické charakteristiky. Na tomto indikátoru závisí činnost systému a přesnost odstranění signálu.
• Stupeň ochrany kodéru proti pronikání prachu a vlhkosti.

Absolutní enkodér je navržen jako všestranný, konfigurovatelný snímač pro širokou škálu aplikací. Rozlišují se tyto oblasti použití: lékařská oblast, alternativní energie, telekomunikační systémy, obalový a potravinářský průmysl a mnoho dalších.

Optické a magnetické kodéry

V závislosti na aplikaci je důležitý princip určení natočení. Může to ovlivnit cenu nebo to, jak dobře kodér zvládne vnější rušení nebo kontaminaci.

Hlavní typy jsou:

1. Optický kodér . Pro optické čtení mají kodéry světelný zdroj, který je postupně přerušován kotoučem nebo jinými prostředky připojenými k hřídeli. Toto světlo vysílá impulsy pro inkrementální snímače a vysílá údaje o poloze pro absolutní snímače.
2. Magnetický kodér . Jsou mnohem levnější než optické a jsou kompaktnější. Většina z nich používá analogová zařízení s Hallovým efektem namontovaná na desce s plošnými spoji. Hallovy senzory jsou poháněny dvoupólovým magnetem namontovaným na konci hřídele. Vytváří dva AC signály v protifázi s jedním cyklem na otáčku hřídele.

Další funkce, vlastnosti a charakteristiky kodérů

Mezi kodéry, které mají stejnou definici třídy a rotace, může být velký rozdíl mezi schopnostmi. Ceny kodérů často odrážejí tyto rozdíly. V důsledku toho je třeba vzít v úvahu následující parametry:

Rozlišení kodéru .

Počet impulsů nebo poloh enkodéru na otáčku.

Rozlišení rotačního kodéru odpovídá maximálnímu počtu bodů, které dokáže změřit za jednu otáčku.

V případě inkrementálního kodéru je rozlišení přímo úměrné počtu impulzů, které dodává na otáčku.

V případě absolutního kodéru rozlišení měří počet otáček, které může zařízení zapsat, než se „navalí“ do nulové polohy. Například 16bitový kodér by měl rozlišení 65 536 bodů na otáčku.

Snímač PPR je třeba zvolit podle očekávaného rozlišení, které musí odpovídat aplikaci a přesnosti mechanických součástí měřicího obvodu.

Snímač je připojen k elektronickému zařízení, ovladači nebo měřiči, které umožňuje zohlednit maximální vstupní frekvenci. Inkrementální kodér s vysokým rozlišením generuje více impulsů na otáčku než inkrementální kodér s nízkým rozlišením. V závislosti na rychlosti nastavené aplikací může mít výstup kodéru vyšší frekvenci, než dokáže zařízení připojené ke kodéru zvládnout. V tomto případě budete muset použít kodér s nižším rozlišením.

Rychlost

Kodéry mají maximální mechanickou rychlost v otáčkách za minutu a také maximální frekvenční odezvu. Je třeba vzít v úvahu obojí, stejně jako schopnosti frekvenční odezvy čtecí elektroniky.

Spolehlivost

Zatímco mnoho kodérů vyžaduje relativně čisté prostředí, jiné jsou zpevněné pro průmyslové použití. Tato charakteristika může souviset s metodou detekce rotace nebo typem pouzdra zařízení. Při výběru je tedy třeba vzít v úvahu pracovní prostředí.

Eltra nabízí širokou škálu těžkých enkodérů. Také u některých sérií je možné objednat zesílené kovové pouzdro.

Typy elektronických výstupů kodéru

Zde jsou některé nejběžnější výstupní typy kodéru Eltra.

1. Linkový ovladač a RS422 (diferenciální výstup). Line Driver může aktivně vynucovat nízké a vysoké výstupy, což mu umožňuje získávat a snižovat proud ze zátěže. V důsledku toho je generován vyšší proud při zachování delší přenosové vzdálenosti. Jak název napovídá, tento typ výstupu kodéru je oblíbený pro řadu průmyslových aplikací, zejména tam, kde je hladina hluku poměrně vysoká.

Výstup RS-422 (TTL) poskytuje konstantní úroveň signálu 5 V nezávisle na napájecím napětí.

2. Otevřete výstup kolektoru. Tento typ výstupu umožňuje přijímat signál s napěťovou úrovní určenou nikoli napájecím napětím kodéru, ale napětím přídavného zdroje energie. K tomu je nutné zapojit mezi silové obvody a výstup externí rezistor, jehož hodnota odporu je určena hodnotou napětí přídavného zdroje.

Eltra používá ve svých modelech NPN otevřený kolektor a PNP otevřený kolektor

3. Push-pull (HTL) . Tento typ výstupu je postaven na tranzistorech rpp a ppp a má nízkou výstupní impedanci, což umožňuje zvýšit proud dodávaný do zátěže. Tím se zvýší nosnost a zrychlí se procesy nabíjení a vybíjení nosnosti a tím se zvyšuje i rychlost.
4. Analogový kodér . Jedná se o snímač absolutní polohy, který má na výstupu signál 0-10 V; 4 – 20 mA; 0 – 5V; 0,5 – 4,5 V; 0 – 20 mA. Zařízení se používá k měření úhlu, náklonu, lineární polohy a posunutí. Získaly si oblibu v průmyslové automatizaci, nyní je aktivně nahrazují kodéry s digitálními signály. Analogové senzory si však nadále drží své místo díky vysoké spolehlivosti, snadnému zpracování signálu a jednotným rozměrům.
5. SSI (Synchronous Serial Interface). Umožňuje přenos dat absolutní polohy snímače po sériové lince synchronizované hodinami. Princip činnosti kodéru s rozhraním SSI je velmi podobný tomu standardnímu. Jeho hlavními částmi jsou světelný zdroj, kotouč s průhlednými a neprůhlednými okénky, porovnávací/spouštěcí obvody, fotoelektrické přijímače, paralelní/sériový převodník, monostabilní obvod, vstupní obvod pro hodinový signál a výstupní budič pro datový signál.

Сообщение Jak vybrat kodér? появились сначала на Eltra-encoder.com.