Los codificadores lineales son fundamentales en aplicaciones que requieren alta precisión y medición exacta del desplazamiento lineal. Se emplean en una amplia gama de industrias, desde fabricación y robótica hasta dispositivos médicos y metrología, lo que garantiza un control y medición precisos en diversos sistemas complejos.

Importancia de los codificadores lineales en la tecnología moderna

En el mundo actual impulsado por la tecnología, la necesidad de exactitud y precisión en las mediciones y movimientos es primordial. Los codificadores lineales desempeñan un papel crucial a la hora de satisfacer estas necesidades al proporcionar información de posición exacta, lo cual es esencial para el buen funcionamiento de numerosos sistemas de alta tecnología.

La robótica es otro campo donde los codificadores lineales son vitales. Los robots dependen de estos dispositivos para moverse con precisión y realizar tareas con alta precisión. Ya sea ensamblando componentes diminutos en la fabricación de productos electrónicos o realizando procedimientos quirúrgicos delicados, la precisión proporcionada por los codificadores lineales es fundamental para obtener resultados exitosos.

En metrología, la ciencia de la medición, los codificadores lineales brindan la retroalimentación de alta resolución necesaria para mediciones precisas. Esto es crucial en los procesos de control de calidad donde incluso la desviación más pequeña puede generar problemas importantes.

Los dispositivos médicos también se benefician significativamente de la precisión de los codificadores lineales. Los sistemas de imágenes, por ejemplo, requieren un posicionamiento exacto para producir imágenes claras y precisas, que son esenciales para el diagnóstico y la planificación del tratamiento.

Tipos de codificadores lineales

Los codificadores lineales vienen en varios tipos, cada uno diseñado para satisfacer necesidades de aplicaciones específicas. Las dos categorías principales son codificadores lineales incrementales y codificadores lineales absolutos. Comprender las diferencias entre estos tipos es crucial para seleccionar el codificador adecuado para su aplicación.

Codificadores lineales incrementales
Los codificadores lineales incrementales funcionan generando pulsos a medida que se mueve el codificador. Estos pulsos se cuentan para determinar la posición relativa a un punto de partida. El principio básico implica una báscula con líneas espaciadas uniformemente y una cabeza lectora que se mueve a lo largo de la báscula, generando señales a medida que detecta estas líneas.

Las características clave de los codificadores lineales incrementales incluyen:

• Posicionamiento relativo: Proporcionan información sobre cambios de posición desde un punto de referencia, en lugar de una posición absoluta.
• Simplicidad y rentabilidad: debido a su diseño más simple, los codificadores incrementales generalmente son menos costosos que los codificadores absolutos, lo que los convierte en una opción popular para aplicaciones donde el costo es un factor importante.
• Alta resolución: Los codificadores incrementales pueden ofrecer resoluciones muy altas, proporcionando capacidades de medición y control precisos.

Los codificadores incrementales se utilizan ampliamente en aplicaciones como máquinas CNC, donde proporcionan la retroalimentación necesaria para un control preciso del movimiento de la herramienta. También son comunes en diversas aplicaciones de automatización y robótica, donde un posicionamiento relativo preciso es suficiente.

Codificadores lineales absolutos
Los codificadores lineales absolutos, por otro lado, proporcionan un valor de posición único en cada punto de la escala. Esto significa que cada posición a lo largo de la escala tiene una señal distinta, lo que permite que el sistema conozca la posición exacta inmediatamente después del inicio sin necesidad de volver a referenciarla.

Las características clave de los codificadores lineales absolutos incluyen:

• Posicionamiento Absoluto: Ofrecen información de posición real en todo momento, incluso después de un corte de energía o reinicio del sistema. Esto los hace altamente confiables y garantiza un rendimiento constante.
• Mayor complejidad y costo: debido a su diseño más complejo y la necesidad de una electrónica más sofisticada, los codificadores absolutos tienden a ser más costosos que los codificadores incrementales.
• Seguridad y confiabilidad mejoradas: la capacidad de proporcionar datos de posición absoluta mejora la seguridad y la confiabilidad, especialmente en aplicaciones críticas donde conocer la posición exacta en todo momento es esencial.

Los codificadores absolutos son ideales para aplicaciones donde mantener la información de posición es crucial, como en dispositivos de imágenes médicas, equipos de medición de precisión y sistemas de automatización de alta gama. Garantizan que el sistema siempre tenga datos de posición precisos, lo que reduce el riesgo de errores y mejora el rendimiento general.

Cómo funcionan los codificadores lineales

Comprender cómo funcionan los codificadores lineales implica profundizar en sus principios básicos de funcionamiento y en los procesos de generación y procesamiento de señales. Estos elementos son fundamentales para el funcionamiento y la utilidad de los codificadores lineales en diversas aplicaciones.

Principio de funcionamiento básico
El núcleo del funcionamiento de un codificador lineal es la interacción entre la báscula y el cabezal lector. La escala, que puede ser una tira de material con marcas o patrones espaciados uniformemente, actúa como referencia para la posición. La cabeza lectora se mueve a lo largo de esta escala, detectando las marcas para determinar la posición.

Aquí hay un desglose simplificado del principio de funcionamiento básico:

• • Movimiento de la balanza: La balanza, o regla, se fija al objeto cuya posición se está midiendo. A medida que este objeto se mueve, también lo hace la escala.
  • Detección de cabezal lector: el cabezal lector, que contiene sensores, se mueve a lo largo de la escala. Estos sensores detectan las marcas en la escala.
  • Generación de señal: a medida que el cabezal lector detecta las marcas, genera señales que corresponden a la posición de la escala. Estas señales suelen adoptar la forma de pulsos de luz (codificadores ópticos), campos magnéticos (codificadores magnéticos) o cambios eléctricos (codificadores capacitivos o inductivos).

Esta interacción garantiza que cualquier movimiento lineal del objeto se capture con precisión y se traduzca en señales electrónicas que representan la posición.

Generación y procesamiento de señales

El proceso de generación y procesamiento de señales en codificadores lineales es crucial para convertir el movimiento físico en datos digitales precisos que puedan ser utilizados por los sistemas de control.

Generación de señal:

• • • Codificadores ópticos: Utilice una fuente de luz y un fotodetector. La escala tiene secciones transparentes y opacas y, a medida que la cabeza lectora se mueve, la luz la atraviesa o se bloquea, creando pulsos de luz que se convierten en señales eléctricas.
    • Codificadores magnéticos: utilice una banda magnética con polos norte y sur alternos. La cabeza lectora contiene sensores magnéticos que detectan cambios en el campo magnético a medida que se mueve a lo largo de la escala, generando las señales correspondientes.
    • Codificadores capacitivos: utilice una escala con diferentes patrones de capacitancia. A medida que se mueve la cabeza lectora, se detectan cambios en la capacitancia y se convierten en señales eléctricas.
    • Codificadores inductivos: utilice bobinas y patrones conductores. El movimiento de la cabeza lectora cambia la inductancia y genera señales eléctricas.

Procesamiento de la señal:

• • Conversión inicial: las señales sin procesar generadas por la cabeza lectora son de naturaleza analógica. Estas señales se convierten primero a formato digital mediante conversión de analógico a digital.
  • Interpolación: para lograr una mayor resolución, las señales digitales suelen interpolarse. Esto significa dividir el período de la señal básica en incrementos más finos, lo que permite una medición de posición más precisa.
  • Filtrado y acondicionamiento: Las señales digitales pueden someterse a filtrado para eliminar el ruido y acondicionamiento para garantizar que estén en el formato y nivel correctos para el sistema de control de recepción.
  • Generación de salida: finalmente, las señales procesadas se emiten como datos digitales, que el sistema de control de la máquina puede utilizar para determinar la posición exacta del objeto que se está midiendo.

Ventajas de utilizar codificadores lineales

Los codificadores lineales ofrecen multitud de beneficios que los hacen indispensables en muchas aplicaciones de alta precisión. Exploremos algunas de las ventajas clave:

Alta precisión y exactitud
Una de las ventajas más importantes de los codificadores lineales es su capacidad para proporcionar alta precisión y exactitud en la medición de posición. Esto es crucial en aplicaciones como el mecanizado CNC, donde incluso pequeñas desviaciones pueden afectar la calidad del producto final.

Fiabilidad y durabilidad
Los codificadores lineales están diseñados para ser robustos y fiables, lo que los hace adecuados para entornos industriales exigentes. Muchos están construidos para soportar condiciones duras como polvo, vibraciones y variaciones de temperatura.
Facilidad de integración
Los codificadores lineales están diseñados para integrarse perfectamente con los sistemas existentes. Ya sea que esté actualizando un sistema antiguo o instalando uno nuevo, se pueden incorporar fácilmente codificadores lineales, lo que proporciona mejoras inmediatas en precisión y control.

Rendimiento mejorado
Al proporcionar información de posición precisa, los codificadores lineales ayudan a mejorar el rendimiento general de los sistemas en los que se utilizan. Esto conduce a una mayor eficiencia, resultados de mayor calidad y una mejor utilización de los recursos.

Retroalimentación de posición inmediata
A diferencia de otros tipos de sensores de posición, los codificadores lineales ofrecen retroalimentación inmediata y continua. Estos datos en tiempo real son esenciales para sistemas dinámicos que requieren ajustes y monitoreo constantes, como la robótica y los sistemas de automatización.

Desventajas y limitaciones

Si bien los codificadores lineales ofrecen numerosas ventajas, también presentan ciertas limitaciones que deben tenerse en cuenta:

Consideraciones de costos
Los codificadores lineales de alta precisión, especialmente los de tipo absoluto, pueden ser bastante costosos. El coste incluye no sólo el dispositivo en sí sino también los gastos de instalación e integración asociados. Para aplicaciones sensibles al presupuesto, esto puede ser una limitación significativa, lo que hace necesario equilibrar la necesidad de precisión con las restricciones de costos.

Sensibilidad ambiental
Ciertos tipos de codificadores lineales, particularmente codificadores ópticos, pueden ser sensibles a factores ambientales como polvo, suciedad y cambios de temperatura. Estas condiciones pueden interferir con la capacidad del codificador para detectar la posición con precisión, lo que podría provocar errores. Se requieren medidas de protección, como recintos o mantenimiento regular, para mitigar estos problemas.

Complejidad de la instalación
La instalación de codificadores lineales puede ser compleja y requiere una alineación precisa para garantizar mediciones precisas. Cualquier desalineación puede provocar errores y reducir el rendimiento. Esto significa que a menudo se necesita personal capacitado para la instalación y calibración, lo que aumenta el costo y la complejidad generales.

Requisitos de mantenimiento
Es necesario un mantenimiento regular para garantizar el rendimiento óptimo de los codificadores lineales. Esto incluye limpiar la báscula y el cabezal lector, verificar las alineaciones y garantizar que el codificador esté funcionando dentro de las condiciones ambientales especificadas. No realizar el mantenimiento de rutina puede provocar una degradación del rendimiento y una eventual falla.

Rango limitado
En algunas aplicaciones, el rango lineal del codificador puede ser un factor limitante. Si bien muchos codificadores lineales pueden cubrir distancias significativas, existen límites prácticos para su alcance. Para mediciones a distancias extremadamente largas, es posible que se requieran soluciones alternativas.

Interferencia de ruido eléctrico
Los codificadores lineales, especialmente aquellos con salidas de señal analógica, pueden ser susceptibles a interferencias de ruido eléctrico. Este ruido puede distorsionar las señales y generar datos de posición inexactos. El blindaje y una conexión a tierra adecuada son esenciales para minimizar el impacto del ruido eléctrico.

Conclusión
Los codificadores lineales son herramientas indispensables en la tecnología moderna, ya que brindan la precisión y confiabilidad necesarias para una amplia gama de aplicaciones. Desde máquinas CNC y robótica hasta dispositivos médicos y metrología, estos dispositivos garantizan una retroalimentación de posición precisa, mejorando el rendimiento y la eficiencia de innumerables sistemas.

Al comprender los tipos de codificadores lineales, sus principios de funcionamiento y sus métodos de procesamiento de señales, se puede apreciar su papel fundamental en diversas industrias.

Elegir el codificador lineal adecuado implica equilibrar estos factores para cumplir con los requisitos de la aplicación específica. Ya sea que necesite la simplicidad y rentabilidad de los codificadores incrementales o la precisión de posición absoluta de los codificadores absolutos, existe una solución de codificador lineal que se adapta a sus necesidades.

A medida que la tecnología continúa evolucionando, también lo harán las capacidades de los codificadores lineales, lo que promete una precisión, durabilidad e integración inteligente aún mayores en el futuro. Si se mantiene informado y selecciona el codificador adecuado para sus aplicaciones, podrá aprovechar todo el potencial de estos extraordinarios dispositivos, garantizando un rendimiento óptimo y la innovación en su campo.

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A continuación se detallan las tecnologías subyacentes a los codificadores absolutos Eltra, sus diferencias y características.

Codificadores ópticos

Un codificador óptico absoluto moderno es un dispositivo extremadamente complejo. Al desarrollar un codificador óptico de alta resolución, los diseñadores enfrentan una gran cantidad de factores contradictorios que afectan en gran medida la precisión y confiabilidad del codificador durante mucho tiempo.

Principio de medición óptica.

El componente clave de los codificadores ópticos es el disco codificador montado en el eje. Este disco está fabricado de un material transparente con un patrón concéntrico de zonas transparentes y opacas. La luz infrarroja del LED llega a una serie de fotorreceptores a través de un disco codificado. A medida que el eje gira, la combinación única de fotorreceptores se ilumina mediante la luz que atraviesa el patrón del disco.

Para los modelos multivueltas, hay un juego adicional de discos codificados instalados en el mecanismo de engranajes. A medida que gira el eje principal del sensor, estos discos engranados giran como un mecanismo de odómetro. La posición de rotación de cada disco se controla ópticamente y la salida es información sobre el número de revoluciones del eje del codificador.

Funcionalidad

Los codificadores absolutos ópticos de Eltra utilizan tecnología Opto-ASIC altamente integrada que proporciona una resolución de hasta 16 bits (65536 pasos) por revolución. En los modelos multivueltas, el rango de medición aumenta mediante discos codificadores acoplados mecánicamente hasta 16384 (214) revoluciones.

Diseño de codificador óptico.

El principal problema es la presencia en un diseño de una gran cantidad de componentes ópticos, mecánicos y electrónicos que son de naturaleza completamente diferente. Entonces, los mecánicos son propensos al desgaste mecánico.

La calidad de los elementos ópticos se ve afectada principalmente por los siguientes factores:

• contaminación,
• desfloración,
• cambios en la intensidad de la radiación.

La alta resolución del codificador requiere el uso de un disco óptico con una alta densidad de plantilla. Para una resolución óptica/física (¡y no interpolada!) de 12 bits, se requiere un disco con sectores que dividan el círculo en 4096 partes/marcas.

Cuanto más compacto sea el codificador y menor sea el diámetro del disco, mayores serán los requisitos para la óptica del codificador.

Para reconocer dicha densidad de patrón en un disco, es necesario colocar la matriz de lectura muy cerca del disco. La distancia mínima entre el disco giratorio y el conjunto de lectura impone exigencias muy altas a la mecánica. Un descentramiento/juego mínimo del eje hará que el disco entre en contacto con la matriz de lectura durante la rotación y, como resultado, dañe la plantilla aplicada al disco.

El desgaste de las piezas mecánicas del codificador o las fugas en la carcasa también provocan la contaminación de la óptica con productos de desgaste y polvo que entran desde el exterior y, como resultado, la distorsión de los resultados de la medición.

El disco óptico es una parte importante del codificador. Bajo la influencia del tiempo, los cambios de temperatura y muchos otros factores, las propiedades del material del disco pueden cambiar con el tiempo, como empañarse y deformarse .

1. El deslustre , en combinación con la pérdida de intensidad de la retroiluminación LED, puede reducir drásticamente la confiabilidad del funcionamiento y/o provocar una falla total en el funcionamiento.
2. La deformación puede provocar el peligro de contacto entre el disco y la matriz durante la rotación del eje del codificador con las mismas consecuencias consiguientes.

Beneficios de los codificadores ópticos

Las principales ventajas del codificador óptico son:

• proporcionar alta resolución y precisión;
• excelente rendimiento dinámico;
• idoneidad para su uso en áreas con campos magnéticos elevados.

Debido a que la rotación de los discos codificadores es un proceso puramente mecánico, estos dispositivos no pueden perder su información de posición absoluta si el instrumento se apaga temporalmente. ¡No se requieren baterías de respaldo!

Codificadores absolutos ópticos Eltra.

La empresa produce codificadores ópticos multivuelta y monovuelta. La interfaz electrónica puede ser Profibus, SSI o Profinet.

Las series principales son:

• Óptico multivuelta : AAM58B, AAM58C, AAM58F, EAM58A, EAM58B, EAM58C, EAM58D, EAM58E, EAM63A, EAM63B, EAM63C, EAM63D, EAM63E, EAM58F, EAM63F, EAM63G, EAM63AX, EAM63DX, EAM90A, 90B, EAM90C, EAM90D, EAM90E , EAMX80A, EAMX80D.
• Óptico monovuelta : EA58F, EA63F, EA63G, EA58B, EA58C, EA63A, EA63D, EA63E, EA63AX, EA63DX, EA90A, EA115A, EAX80A, EAX80D.

Codificadores magnéticos

Los codificadores magnéticos determinan la posición angular mediante tecnología de campo magnético. Un imán permanente montado en el eje del codificador crea un campo magnético que es medido por un sensor que genera un valor de posición absoluto único.

Innovadora tecnología multivuelta

Los codificadores magnéticos multivueltas de Eltra utilizan tecnología innovadora para realizar un seguimiento del número de revoluciones, incluso si la revolución ocurre cuando el sistema está apagado.

Para realizar esta tarea, los codificadores convierten la rotación del eje en energía eléctrica. La tecnología se basa en el efecto Wiegand : cuando el imán permanente del eje del codificador gira un cierto ángulo, la polaridad magnética en el “cable Wiegand” cambia abruptamente, creando un pico de voltaje de corta duración en el devanado que rodea el cable. Este pulso marca la rotación del eje y también proporciona energía al circuito electrónico que registra este evento.

El efecto Wiegand se produce en todas las condiciones, incluso con una rotación muy lenta, y elimina la necesidad de baterías de respaldo.

Ventajas de los codificadores magnéticos

Los codificadores magnéticos son:

• confiable,
• duradero y

El diseño sin batería y sin engranajes proporciona simplicidad mecánica y menor costo que los codificadores ópticos. Sus dimensiones compactas permiten su uso en espacios muy reducidos.

Codificadores absolutos magnéticos Eltra.

Eltra ofrece codificadores ópticos monovuelta y multivuelta con eje ciego y hueco.

Las principales familias son:

• Serie de codificadores magnéticos multivueltas : EAM36A, EAM36G, EAM36F, EAMW58B, EAMW58C, EAMW63D.
• Codificadores magnéticos monovuelta : EA36A, EA36G, EA36F, EMA22A, EMS22A, EMA50A, EMA50B (BY), EMA50F, EMA50G, EMA55A (AY), EML50A, EML50B (BY), EML50F, EML50G.

Codificador rotatorio: ¿óptico o magnético?

Los codificadores rotativos convierten el ángulo de rotación del eje en una señal eléctrica y funcionan según un principio de funcionamiento óptico o magnético.

Una creencia común es:

• Los codificadores ópticos miden con mayor precisión , mientras que
• Los codificadores magnéticos tienen un diseño más estable y duradero.

¿Es esto realmente cierto?

Los expertos creen que esto no es así. En la actualidad, los codificadores ópticos ya no superan a los codificadores magnéticos en términos de precisión.

En los últimos años, la tecnología de los codificadores magnéticos ha permitido cerrar completamente la brecha con los codificadores ópticos en todos los parámetros eléctricos importantes. Los codificadores magnéticos actuales ya alcanzan una resolución de 16 bits con una precisión de 0,09° y, por tanto, un rendimiento que hasta ahora solo se podía lograr con codificadores ópticos. En 2013 se produjo una auténtica revolución en el ratio de tecnologías, cuando se introdujo un codificador magnético que, en todos los parámetros clave, alcanza a los sistemas ópticos tradicionales.

¿Qué hizo posible aumentar tanto las capacidades de los codificadores magnéticos?

La clave del éxito fue un salto tecnológico cualitativo, en el que la exitosa combinación del hardware y el software del sistema magnético jugó un papel importante.

Los codificadores magnéticos de nueva generación se basan en sensores Hall , cuyas señales analógicas son procesadas por un rápido microcontrolador de 32 bits en tiempo real.

La calibración precisa está garantizada por:

• algoritmos de software complejos,
• nuevos chips de alta tecnología.

Todo esto garantiza la máxima precisión de la nueva serie de codificadores magnéticos.

En cuanto a los codificadores ópticos , aquí también se está produciendo un mayor desarrollo, pero sin saltos significativos en los resultados obtenidos. En principio, esta tecnología se utiliza tal como existía hace 50 años.

Los codificadores ópticos actuales son:

• menor,
• con mayor resolución,
• en parte mecánicamente más fuerte,
• más estable que la generación anterior de codificadores.

Sin embargo, los problemas subyacentes relacionados con la sensibilidad a la humedad, la suciedad y el estrés mecánico persisten hoy.

Los sistemas ópticos son inherentemente sensibles a cualquier cosa que pueda interferir con la transmisión confiable de señales desde la fuente de luz en su camino hacia los fotorreceptores sensibles. En este sentido, los codificadores magnéticos siempre han estado a la cabeza. Ya sea polvo, niebla o fuertes sacudidas, nada puede afectar tan rápidamente el rendimiento de un codificador magnético.

En términos de inmunidad a los campos magnéticos, ¿los codificadores ópticos son preferibles a los magnéticos ?

La inmunidad al ruido de los codificadores magnéticos Eltra está bien controlada gracias a mecanismos especiales de protección contra campos magnéticos. Incluso en las proximidades de fuertes fuentes de interferencias, como por ejemplo frenos de motor electrónicos, los codificadores magnéticos funcionan sin problemas.

Por tanto, los codificadores ópticos ya no presentan ventajas en términos de estabilidad magnética. Los codificadores ópticos pueden considerarse una solución costosa para aplicaciones donde se requiere una resolución extremadamente alta, digamos 20 bits por revolución. En la mayoría de los casos, la precisión de los codificadores magnéticos es suficiente.

A la hora de sacar conclusiones, cabe señalar que los codificadores magnéticos ofrecen muchas más posibilidades y libertad de diseño. Son mucho más compactos y ligeros que los ópticos, que en los modelos multivueltas son mucho más masivos que los magnéticos debido a la presencia en el diseño de una caja de cambios bastante grande que consta de varios discos ópticos.

Los codificadores magnéticos, por su tamaño compacto, permiten integrarlos en espacios muy limitados en una máquina u otro equipo. Bueno, otro factor positivo nada despreciable es un precio más económico. En una palabra, no es de extrañar que los codificadores magnéticos sean actualmente la principal tendencia.

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Tipos de codificador o cómo seleccionar el codificador correcto

Tipos de codificadores

Hay dos tipos más comunes de codificadores rotatorios: incrementales y absolutos.

Codificador incremental (cuadratura)

Los codificadores incrementales generan señales de pulso cuando una rueda o eje gira una cierta distancia angular. Este tipo emite dos señales separadas en una disposición en cuadratura, por lo que puede indicar tanto la distancia como la dirección de rotación del eje.

Además de indicar dirección y distancia, algunos codificadores incrementales también tienen una función de indexación en un único punto de rotación. La función de indexación permite que el eje regrese a un punto conocido. Otros codificadores tienen un botón de entrada, lo que agrega una nueva interfaz de usuario.

Las principales ventajas de los codificadores incrementales son:

1. fiabilidad,
2. facilidad de instalación,
3. costo relativamente bajo.

Para seleccionar un codificador incremental, es necesario determinar los siguientes puntos principales:

• la precisión de medición requerida,
• el diámetro del eje y su variedad de modelos,
• el tipo de conector de salida del cable y su longitud,
• Características electricas.

Los codificadores incrementales son uno de los sensores más comunes en los complejos sistemas técnicos modernos. Su uso es conveniente en cualquier accionamiento eléctrico potente de sistemas de movimiento preciso o en sistemas que sean críticos para los modos de alta velocidad y arranque-frenado.

Éstos son sólo algunos ejemplos de sus usos:

• Equipo medico
• Equipos de prueba y diagnóstico automatizados.
• Dispositivos robóticos autopropulsados
• Sistemas de control de acceso

codificador absoluto

En su mayor parte, los codificadores incrementales inherentemente no “conocen” la posición del eje (aparte del punto de índice). Los codificadores absolutos, por otro lado, utilizan una lectura interna para medir la posición angular directamente y mantener esta capacidad de medición incluso si se apaga la alimentación.

Además de determinar la posición del eje, los codificadores absolutos multivueltas también pueden determinar cuántas revoluciones ha realizado el codificador en una dirección u otra.

Los codificadores absolutos son un vínculo importante entre la parte mecánica de la máquina y su unidad de control debido a sus mediciones precisas e inequívocas, que pueden transmitir instantáneamente. Esta cualidad se utiliza con éxito en las empresas modernas de ingeniería mecánica y robótica.

Los codificadores absolutos se dividen según los siguientes parámetros:

• Una vuelta o varias vueltas
• Número de pulsos por revolución o número de bits
• Con eje, con rotor hueco o con rotor hueco pasante
• Diámetro del eje o del agujero del eje

Al elegir un codificador absoluto, debes prestar atención a los siguientes parámetros:

• El número de bits por revolución. La precisión del sistema depende de este indicador.
• Tipo de conexión del eje al codificador.
• Tipo de salida de codificador (Los tipos más comunes de salidas de señal son código paralelo, SSI, DeviceNet, Profibus-DP, CANopen, interfaces LWL).
• Características electricas. El funcionamiento del sistema y la precisión de la eliminación de la señal dependen de este indicador.
• Grado de protección del codificador contra la penetración de polvo y humedad.

El codificador absoluto está diseñado para ser un sensor versátil y configurable para una amplia gama de aplicaciones. Se distinguen las siguientes áreas de uso: el campo médico, las energías alternativas, los sistemas de telecomunicaciones, la industria alimentaria y de embalaje, y muchos otros.

Codificadores ópticos y magnéticos.

Dependiendo de la aplicación, el principio de determinación de la rotación es importante. Puede afectar el precio o la capacidad de un codificador para manejar interferencias o contaminación externas.

Los principales tipos son:

1. Codificador óptico . Para la lectura óptica, los codificadores disponen de una fuente de luz que se ve interrumpida progresivamente por un disco u otro medio fijado al eje. Esta luz transmite impulsos para codificadores incrementales y transmite datos de posición para codificadores absolutos.
2. Codificador magnético . Son mucho más económicos que los ópticos y más compactos. La mayoría de ellos utilizan dispositivos analógicos de efecto Hall montados en una placa de circuito impreso. Los sensores Hall son accionados por un imán bipolar montado en el extremo de un eje. Produce dos señales de CA en antifase con un ciclo por revolución del eje.

Funciones, características y características adicionales de los codificadores.

Entre codificadores que tienen la misma clase y definición de rotación, puede haber una gran discrepancia entre las capacidades. Los precios de los codificadores suelen reflejar estas diferencias. Como resultado, se deben tener en cuenta los siguientes parámetros:

Resolución del codificador .

Número de pulsos o posiciones del codificador por revolución.

La resolución de un codificador de rotación corresponde al número máximo de puntos que puede medir en una revolución.

En el caso de un codificador incremental , la resolución está directamente relacionada con el número de pulsos que entrega por revolución.

En el caso de un codificador absoluto , la resolución mide el número de revoluciones que el dispositivo puede escribir antes de “rodar” a la posición cero. Por ejemplo, un codificador de 16 bits tendría una resolución de 65.536 puntos por revolución.

El codificador PPR debe elegirse según la resolución esperada, que debe coincidir con la aplicación y la precisión de los componentes mecánicos del circuito de medición.

El sensor está conectado a un dispositivo electrónico, controlador o medidor que permite tener en cuenta una frecuencia máxima de entrada. De hecho, un codificador incremental de alta resolución genera más pulsos por revolución que un codificador incremental de baja resolución. Dependiendo de la velocidad establecida por la aplicación, la salida del codificador puede tener una frecuencia más alta que la que puede manejar el dispositivo conectado al codificador. En este caso, necesitará utilizar un codificador de menor resolución.

Velocidad

Los codificadores tienen una velocidad mecánica máxima en rpm, así como una respuesta de frecuencia máxima. Se deben considerar ambos, así como las capacidades de respuesta de frecuencia de la electrónica de lectura.

Fiabilidad

Si bien muchos codificadores requieren un entorno relativamente limpio, otros están preparados para uso industrial. Esta característica puede estar relacionada con el método de detección de rotación o el tipo de carcasa del dispositivo. Por tanto, a la hora de elegir hay que tener en cuenta el entorno de trabajo.

Eltra ofrece una amplia gama de codificadores de alta resistencia. También en algunas series es posible encargar una carcasa de metal reforzado.

Tipos de salida electrónica del codificador

A continuación se muestran algunos de los tipos de salida más comunes del codificador Eltra.

1. Line Driver y RS422 (Salida diferencial). El controlador de línea puede forzar activamente la salida hacia abajo y hacia arriba, permitiéndole generar y absorber corriente de la carga. Como resultado, se genera una corriente más alta manteniendo distancias de transmisión más largas. Como sugiere el nombre, este tipo de salida de codificador es popular para una variedad de aplicaciones industriales, especialmente donde el nivel de ruido es bastante alto.

La salida RS-422 (TTL) proporciona un nivel de señal constante de 5 V independiente del voltaje de suministro.

2. Abra la salida del recopilador. Este tipo de salida permite recibir una señal con un nivel de voltaje determinado no por el voltaje de alimentación del codificador, sino por el voltaje de la fuente de alimentación adicional. Para hacer esto, es necesario conectar una resistencia externa entre los circuitos de alimentación y la salida, cuyo valor de resistencia está determinado por el valor de voltaje de la fuente de alimentación adicional.

Eltra utiliza en sus modelos colector abierto NPN y colector abierto PNP

3. Empujar-tirar (HTL) . Este tipo de salida se basa en transistores rpp y ppp y tiene una impedancia de salida baja, lo que permite aumentar la corriente entregada a la carga. De este modo, la capacidad de carga aumenta y los procesos de carga y descarga de la capacidad de carga se aceleran y, por tanto, también aumenta la velocidad.
4. Codificador analógico . Este es un sensor de posición absoluta que tiene una señal de 0-10 V en la salida; 4 – 20 mA; 0-5V; 0,5 – 4,5 V; 0 – 20 mA. El dispositivo se utiliza para medir ángulos, inclinación, posición lineal y desplazamiento. Han ganado popularidad en la automatización industrial y ahora están siendo reemplazados activamente por codificadores con señales digitales. Pero los sensores analógicos continúan manteniendo su nicho debido a su alta confiabilidad, facilidad de procesamiento de señales y dimensiones unificadas.
5. SSI (Interfaz serie síncrona). Permite la transmisión de los datos de posición del codificador absoluto por una línea serie sincronizada por un reloj. El principio de funcionamiento de un codificador con interfaz SSI es muy similar al estándar. Sus partes principales son una fuente de luz, un disco con ventanas transparentes y opacas, circuitos de comparación/disparador, receptores fotoeléctricos, un convertidor paralelo/serie, un circuito monoestable, un circuito de entrada para una señal de reloj y un controlador de salida para una señal de datos.

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