Les codeurs linéaires jouent un rôle essentiel dans les applications nécessitant une haute précision et une mesure précise du déplacement linéaire. Ils sont employés dans un large éventail d’industries, de la fabrication et de la robotique aux dispositifs médicaux et à la métrologie, assurant un contrôle et des mesures précis dans divers systèmes complexes.

Importance des codeurs linéaires dans la technologie moderne

Dans le monde d’aujourd’hui axé sur la technologie, le besoin d’exactitude et de précision dans les mesures et les mouvements est primordial. Les codeurs linéaires jouent un rôle crucial pour répondre à ces besoins en fournissant un retour de position exact, essentiel au bon fonctionnement de nombreux systèmes de haute technologie.

La robotique est un autre domaine dans lequel les codeurs linéaires sont essentiels. Les robots s’appuient sur ces appareils pour se déplacer avec précision et effectuer des tâches avec une grande précision. Qu’il s’agisse d’assembler de minuscules composants dans la fabrication de produits électroniques ou d’effectuer des interventions chirurgicales délicates, la précision fournie par les codeurs linéaires est essentielle à la réussite des résultats.

En métrologie, science de la mesure, les codeurs linéaires fournissent le retour haute résolution nécessaire à des mesures précises. Ceci est crucial dans les processus de contrôle qualité où même le plus petit écart peut entraîner des problèmes importants.

Les dispositifs médicaux bénéficient également de manière significative de la précision des codeurs linéaires. Les systèmes d’imagerie, par exemple, nécessitent un positionnement précis pour produire des images claires et précises, essentielles au diagnostic et à la planification du traitement.

Types d’encodeurs linéaires

Les codeurs linéaires sont disponibles en différents types, chacun étant conçu pour répondre aux besoins spécifiques d’une application. Les deux catégories principales sont les codeurs linéaires incrémentaux et les codeurs linéaires absolus. Comprendre les différences entre ces types est crucial pour sélectionner le bon codeur pour votre application.

Codeurs linéaires incrémentaux
Les codeurs linéaires incrémentaux fonctionnent en générant des impulsions lorsque le codeur se déplace. Ces impulsions sont comptées pour déterminer la position par rapport à un point de départ. Le principe de base implique une échelle avec des lignes régulièrement espacées et une tête de lecture qui se déplace le long de l’échelle, générant des signaux lorsqu’elle détecte ces lignes.

Les principales caractéristiques des codeurs linéaires incrémentaux comprennent :

• Positionnement relatif : ils fournissent des informations sur les changements de position par rapport à un point de référence, plutôt qu’une position absolue.
• Simplicité et rentabilité : en raison de leur conception plus simple, les codeurs incrémentaux sont généralement moins chers que les codeurs absolus, ce qui en fait un choix populaire pour les applications où le coût est un facteur important.
• Haute résolution : les codeurs incrémentaux peuvent offrir des résolutions très élevées, offrant des capacités de contrôle et de mesure précises.

Les codeurs incrémentaux sont largement utilisés dans des applications telles que les machines CNC, où ils fournissent le retour d’information nécessaire pour un contrôle précis du mouvement de l’outil. Ils sont également courants dans diverses applications d’automatisation et de robotique, où un positionnement relatif précis est suffisant.

Codeurs linéaires absolus
Les codeurs linéaires absolus, quant à eux, fournissent une valeur de position unique à chaque point de l’échelle. Cela signifie que chaque position le long de l’échelle a un signal distinct, permettant au système de connaître la position exacte immédiatement au démarrage sans avoir besoin d’un nouveau référencement.

Les principales caractéristiques des codeurs linéaires absolus comprennent :

• Positionnement absolu : ils offrent des informations de position réelles à tout moment, même après une coupure de courant ou un redémarrage du système. Cela les rend très fiables et garantit des performances constantes.
• Complexité et coût plus élevés : en raison de leur conception plus complexe et de la nécessité d’une électronique plus sophistiquée, les codeurs absolus ont tendance à être plus chers que les codeurs incrémentaux.
• Sécurité et fiabilité améliorées : La capacité à fournir des données de position absolue améliore la sécurité et la fiabilité, en particulier dans les applications critiques où il est essentiel de connaître la position exacte à tout moment.

Les codeurs absolus sont idéaux pour les applications où le maintien des informations de position est crucial, comme dans les appareils d’imagerie médicale, les équipements de mesure de précision et les systèmes d’automatisation haut de gamme. Ils garantissent que le système dispose toujours de données de position précises, réduisant ainsi le risque d’erreurs et améliorant les performances globales.

Comment fonctionnent les encodeurs linéaires

Comprendre le fonctionnement des codeurs linéaires implique d’approfondir leurs principes de fonctionnement de base et les processus de génération et de traitement du signal. Ces éléments sont fondamentaux pour le fonctionnement et l’utilité des codeurs linéaires dans diverses applications.

Principe de fonctionnement de base
L’interaction entre la balance et la tête de lecture est au cœur du fonctionnement d’un codeur linéaire. L’échelle, qui peut être une bande de matériau avec des marques ou des motifs régulièrement espacés, sert de référence pour la position. La tête de lecture se déplace le long de cette échelle, détectant les marquages ​​pour déterminer la position.

Voici une description simplifiée du principe de fonctionnement de base :

• • Mouvement de l’échelle : L’échelle, ou règle, est fixée à l’objet dont la position est mesurée. À mesure que cet objet se déplace, l’échelle évolue également.
  • Détection de la tête de lecture : la tête de lecture, qui contient des capteurs, se déplace le long de la balance. Ces capteurs détectent les marquages ​​sur la balance.
  • Génération de signaux : lorsque la tête de lecture détecte les marquages, elle génère des signaux qui correspondent à la position de l’échelle. Ces signaux se présentent souvent sous la forme d’impulsions lumineuses (codeurs optiques), de champs magnétiques (codeurs magnétiques) ou de modifications électriques (codeurs capacitifs ou inductifs).

Cette interaction garantit que tout mouvement linéaire de l’objet est capturé avec précision et traduit en signaux électroniques qui représentent la position.

Génération et traitement du signal

Le processus de génération et de traitement du signal dans les codeurs linéaires est crucial pour convertir le mouvement physique en données numériques précises pouvant être utilisées par les systèmes de contrôle.

Génération de signaux :

• • • Encodeurs optiques : utilisez une source de lumière et un photodétecteur. L’échelle comporte des sections transparentes et opaques et, lorsque la tête de lecture se déplace, la lumière passe à travers ou est bloquée, créant des impulsions lumineuses qui sont converties en signaux électriques.
    • Encodeurs magnétiques : utilisez une bande magnétique avec des pôles nord et sud alternés. La tête de lecture contient des capteurs magnétiques qui détectent les changements dans le champ magnétique lorsqu’elle se déplace le long de l’échelle, générant ainsi les signaux correspondants.
    • Encodeurs capacitifs : utilisez une échelle avec différents modèles de capacité. À mesure que la tête de lecture se déplace, les changements de capacité sont détectés et convertis en signaux électriques.
    • Codeurs inductifs : utilisez des bobines et des modèles conducteurs. Le mouvement de la tête de lecture modifie l’inductance, générant des signaux électriques.

Traitement de signal:

• • Conversion initiale : les signaux bruts générés par la tête de lecture sont de nature analogique. Ces signaux sont d’abord convertis sous forme numérique par conversion analogique-numérique.
  • Interpolation : Pour obtenir une résolution plus élevée, les signaux numériques sont souvent interpolés. Cela signifie diviser la période du signal de base en incréments plus fins, permettant une mesure de position plus précise.
  • Filtrage et conditionnement : les signaux numériques peuvent subir un filtrage pour éliminer le bruit et un conditionnement afin de garantir qu’ils sont au format et au niveau corrects pour le système de contrôle de réception.
  • Génération de sortie : Enfin, les signaux traités sont émis sous forme de données numériques, qui peuvent être utilisées par le système de contrôle de la machine pour déterminer la position exacte de l’objet mesuré.

Avantages de l’utilisation d’encodeurs linéaires

Les codeurs linéaires offrent une multitude d’avantages qui les rendent indispensables dans de nombreuses applications de haute précision. Explorons quelques-uns des principaux avantages :

Haute précision et exactitude
L’un des avantages les plus importants des codeurs linéaires est leur capacité à fournir une précision et une exactitude élevées dans la mesure de position. Ceci est crucial dans des applications telles que l’usinage CNC, où même des écarts mineurs peuvent affecter la qualité du produit final.

Fiabilité et durabilité
Les codeurs linéaires sont conçus pour être robustes et fiables, ce qui les rend adaptés aux environnements industriels exigeants. Beaucoup sont construits pour résister à des conditions difficiles telles que la poussière, les vibrations et les variations de température.
Facilité d’intégration
Les codeurs linéaires sont conçus pour s’intégrer de manière transparente aux systèmes existants. Que vous mettiez à niveau un ancien système ou en installiez un nouveau, les codeurs linéaires peuvent être facilement intégrés, offrant ainsi des améliorations immédiates en termes de précision et de contrôle.

Performances améliorées
En fournissant un retour de position précis, les codeurs linéaires contribuent à améliorer les performances globales des systèmes dans lesquels ils sont utilisés. Cela conduit à une efficacité améliorée, des résultats de meilleure qualité et une meilleure utilisation des ressources.

Retour de position immédiat
Contrairement à certains autres types de capteurs de position, les codeurs linéaires offrent un retour de position immédiat et continu. Ces données en temps réel sont essentielles pour les systèmes dynamiques qui nécessitent des ajustements et une surveillance constants, tels que la robotique et les systèmes d’automatisation.

Inconvénients et limites

Si les codeurs linéaires offrent de nombreux avantages, ils présentent également certaines limitations dont il faut tenir compte :

Considérations financières
Les codeurs linéaires de haute précision, en particulier les codeurs absolus, peuvent être assez coûteux. Le coût comprend non seulement l’appareil lui-même mais également les frais d’installation et d’intégration associés. Pour les applications sensibles au budget, cela peut constituer une limitation importante, obligeant à équilibrer le besoin de précision avec les contraintes de coût.

Sensibilité environnementale
Certains types de codeurs linéaires, en particulier les codeurs optiques, peuvent être sensibles aux facteurs environnementaux tels que la poussière, la saleté et les changements de température. Ces conditions peuvent interférer avec la capacité du codeur à détecter avec précision la position, conduisant potentiellement à des erreurs. Des mesures de protection, telles que des enceintes ou un entretien régulier, sont nécessaires pour atténuer ces problèmes.

Complexité de l’installation
L’installation de codeurs linéaires peut être complexe et nécessite un alignement précis pour garantir des mesures précises. Tout désalignement peut entraîner des erreurs et une réduction des performances. Cela signifie que du personnel qualifié est souvent nécessaire pour l’installation et l’étalonnage, ce qui ajoute au coût et à la complexité globaux.

Exigences de maintenance
Une maintenance régulière est nécessaire pour garantir les performances optimales des codeurs linéaires. Cela comprend le nettoyage de la balance et de la tête de lecture, la vérification des alignements et la garantie que l’encodeur fonctionne dans les conditions environnementales spécifiées. Le fait de ne pas effectuer une maintenance de routine peut entraîner une dégradation des performances et éventuellement une panne.

Plage limitée
Dans certaines applications, la plage linéaire du codeur peut constituer un facteur limitant. Même si de nombreux codeurs linéaires peuvent couvrir des distances importantes, leur portée présente des limites pratiques. Pour les mesures à très longue distance, des solutions alternatives peuvent être nécessaires.

Interférences de bruit électrique
Les codeurs linéaires, en particulier ceux dotés de sorties de signaux analogiques, peuvent être sensibles aux interférences de bruit électrique. Ce bruit peut déformer les signaux, conduisant à des données de position inexactes. Un blindage et une mise à la terre appropriée sont essentiels pour minimiser l’impact du bruit électrique.

Conclusion
Les codeurs linéaires sont des outils indispensables dans la technologie moderne, offrant la précision et la fiabilité nécessaires à une large gamme d’applications. Des machines CNC et de la robotique aux dispositifs médicaux et à la métrologie, ces appareils garantissent un retour de position précis, améliorant ainsi les performances et l’efficacité d’innombrables systèmes.

En comprenant les types de codeurs linéaires, leurs principes de fonctionnement et leurs méthodes de traitement du signal, on peut apprécier leur rôle essentiel dans diverses industries.

Choisir le bon codeur linéaire implique d’équilibrer ces facteurs pour répondre aux exigences spécifiques de l’application. Que vous ayez besoin de la simplicité et de la rentabilité des codeurs incrémentaux ou de la précision de position absolue des codeurs absolus, il existe une solution de codeur linéaire adaptée à vos besoins.

À mesure que la technologie continue d’évoluer, les capacités des codeurs linéaires évolueront également, promettant encore plus de précision, de durabilité et d’intégration intelligente à l’avenir. En restant informé et en sélectionnant le codeur approprié pour vos applications, vous pouvez exploiter tout le potentiel de ces dispositifs remarquables, garantissant des performances et une innovation optimales dans votre domaine.

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Vous trouverez ci-dessous les technologies qui sous-tendent les codeurs absolus Eltra, leurs différences et caractéristiques.

Codeurs optiques

Un codeur optique absolu moderne est un appareil extrêmement complexe. Lors du développement d’un codeur optique haute résolution, les concepteurs sont confrontés à un grand nombre de facteurs contradictoires qui affectent considérablement la précision et la fiabilité du codeur pendant une longue période.

Principe de la mesure optique

Le composant clé des codeurs optiques est le disque codeur monté sur l’arbre. Ce disque est constitué d’un matériau transparent avec un motif concentrique de zones transparentes et opaques. La lumière infrarouge de la LED atteint une série de photorécepteurs via un disque codé. Lorsque l’arbre tourne, la combinaison unique de photorécepteurs est éclairée par la lumière qui a traversé le motif du disque.

Pour les modèles multitours, un jeu supplémentaire de disques codés est installé dans le mécanisme d’engrenage. Lorsque l’arbre principal du capteur tourne, ces disques maillés tournent comme un mécanisme d’odomètre. La position de rotation de chaque disque est contrôlée optiquement et le résultat est une information sur le nombre de tours de l’arbre du codeur.

Fonctionnalité

Les codeurs absolus optiques Eltra utilisent la technologie Opto-ASIC hautement intégrée offrant une résolution jusqu’à 16 bits (65 536 pas) par tour. Pour les modèles multitours, la plage de mesure est augmentée par des disques codés engagés mécaniquement jusqu’à 16384 (214) tours.

Conception du codeur optique

Le principal problème est la présence dans une même conception d’un grand nombre de composants optiques, mécaniques et électroniques de nature complètement différente. La mécanique est donc sujette à l’usure mécanique.

La qualité des éléments optiques est principalement affectée par les facteurs suivants :

• pollution,
• ternir,
• changements dans l’intensité du rayonnement.

La haute résolution de l’encodeur nécessite l’utilisation d’un disque optique avec une densité de pochoir élevée. Pour une résolution optique/physique (et non interpolée !) de 12 bits, il faut un disque avec des secteurs divisant le cercle en 4096 parties/marques.

Plus le codeur est compact et plus le diamètre du disque est petit, plus les exigences en matière d’optique du codeur sont élevées.

Pour reconnaître une telle densité de motifs sur un disque, il est nécessaire de placer la matrice de lecture à proximité immédiate du disque. L’écart minimal entre le disque rotatif et le système de lecture impose des exigences très élevées à la mécanique. Un faux-rond/jeu minimal de l’arbre amènera le disque à entrer en contact avec la matrice de lecture pendant la rotation et, par conséquent, à endommager le pochoir appliqué sur le disque.

L’usure des pièces mécaniques du codeur ou une fuite du boîtier entraîne également une contamination de l’optique par des produits d’usure et de la poussière entrant de l’extérieur et, par conséquent, une distorsion des résultats de mesure.

Le disque optique est une partie importante de l’encodeur. Sous l’influence du temps, des changements de température et de nombreux autres facteurs, les propriétés matérielles du disque peuvent changer avec le temps, comme se ternir et se déformer .

1. Le ternissement , combiné à la perte d’intensité du rétroéclairage LED, peut réduire considérablement la fiabilité du fonctionnement et/ou provoquer une panne totale du fonctionnement.
2. Une déformation peut entraîner un risque de contact entre le disque et la matrice lors de la rotation de l’arbre du codeur avec les mêmes conséquences.

Avantages des codeurs optiques

Les principaux avantages du codeur optique sont :

• offrant une haute résolution et précision ;
• excellentes performances dynamiques ;
• aptitude à être utilisée dans des zones à champs magnétiques élevés.

La rotation des disques codeurs étant un processus purement mécanique, ces appareils ne peuvent pas perdre leurs informations de position absolue si l’instrument est temporairement mis hors tension. Les piles de secours ne sont pas nécessaires !

Codeurs absolus Eltra optiques.

L’entreprise produit des codeurs optiques multitours et monotours. L’interface électronique peut être Profibus, SSI ou Profinet.

Les principales séries sont :

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

Encodeurs magnétiques

Les codeurs magnétiques déterminent la position angulaire à l’aide de la technologie du champ magnétique. Un aimant permanent monté sur l’arbre du codeur crée un champ magnétique qui est mesuré par un capteur qui génère une valeur de position absolue unique.

Technologie multitours innovante

Les codeurs magnétiques multitours Eltra utilisent une technologie innovante pour suivre le nombre de tours, même si le tour se produit lorsque le système est hors tension.

Pour accomplir cette tâche, les codeurs convertissent la rotation de l’arbre en énergie électrique. La technologie est basée sur l’ effet Wiegand : lorsque l’aimant permanent de l’arbre du codeur tourne d’un certain angle, la polarité magnétique dans le « fil Wiegand » change brusquement, créant un pic de tension à court terme dans l’enroulement entourant le fil. Cette impulsion marque la rotation de l’arbre et alimente également le circuit électronique qui enregistre cet événement.

L’effet Wiegand se produit dans toutes les conditions, même en cas de rotation très lente, et élimine le besoin de piles de secours.

Avantages des encodeurs magnétiques

Les codeurs magnétiques sont :

• fiable,
• durable et

La conception sans batterie ni engrenage offre une simplicité mécanique et un coût inférieur à celui des codeurs optiques. Leurs dimensions compactes leur permettent d’être utilisés dans des espaces très limités.

Codeurs absolus ultra magnétiques.

Eltra propose des codeurs optiques monotours et multitours avec arbre borgne et creux.

Les principales familles sont :

• Série de codeurs magnétiques multitours : EAM36A, EAM36G, EAM36F, EAMW58B, EAMW58C, EAMW63D.
• Codeurs magnétiques monotour : EA36A, EA36G, EA36F, EMA22A, EMS22A, EMA50A, EMA50B (BY), EMA50F, EMA50G, EMA55A (AY), EML50A, EML50B (BY), EML50F, EML50G.

Codeur rotatif – optique ou magnétique ?

Les codeurs rotatifs convertissent l’angle de rotation de l’arbre en un signal électrique et fonctionnent selon un principe de fonctionnement optique ou magnétique.

Une croyance commune est la suivante :

• les codeurs optiques mesurent avec plus de précision , tandis que
• les encodeurs magnétiques sont de conception plus stable et durable

Est-ce vraiment vrai ?

Les experts estiment que ce n’est pas le cas. À l’heure actuelle, les codeurs optiques ne surpassent plus les codeurs magnétiques en termes de précision.

La technologie des codeurs magnétiques a permis ces dernières années de combler complètement le fossé avec les codeurs optiques en ce qui concerne tous les paramètres électriques importants. Les codeurs magnétiques actuels atteignent déjà une résolution de 16 bits avec une précision de 0,09° et donc des performances qui n’étaient auparavant obtenues qu’avec des codeurs optiques. En 2013, il y a eu une véritable révolution dans le rapport des technologies, avec l’introduction d’un encodeur magnétique qui, dans tous les paramètres clés, atteint les systèmes optiques traditionnels.

Qu’est-ce qui a permis d’augmenter à ce point les capacités des codeurs magnétiques ?

La clé du succès a été un saut technologique qualitatif, dans lequel la combinaison réussie du matériel et du logiciel du système magnétique a joué un rôle important.

Les codeurs magnétiques de nouvelle génération sont basés sur des capteurs Hall , dont les signaux analogiques sont traités en temps réel par un microcontrôleur 32 bits rapide.

Un étalonnage précis est assuré par :

• algorithmes logiciels complexes,
• de nouvelles puces de haute technologie.

Tout cela garantit la plus haute précision de la nouvelle série de codeurs magnétiques.

En ce qui concerne les codeurs optiques , il y a également des développements ultérieurs, mais sans sauts significatifs dans les résultats obtenus. En principe, cette technologie est utilisée telle qu’elle existait il y a 50 ans.

Les codeurs optiques actuels sont :

• plus petit,
• avec une résolution plus élevée,
• en partie mécaniquement plus résistant,
• plus stable que la génération précédente d’encodeurs.

Cependant, les problèmes sous-jacents concernant la sensibilité à l’humidité, aux salissures et aux contraintes mécaniques demeurent aujourd’hui.

Les systèmes optiques sont intrinsèquement sensibles à tout ce qui pourrait interférer avec la transmission fiable du signal depuis la source lumineuse vers les photorécepteurs sensibles. À cet égard, les codeurs magnétiques ont toujours été en avance. Qu’il s’agisse de poussière, de brouillard ou de fortes secousses, rien ne peut altérer aussi rapidement les performances d’un encodeur magnétique.

En termes d’immunité aux champs magnétiques, les codeurs optiques sont préférables aux codeurs magnétiques ?

L’immunité au bruit des codeurs magnétiques Eltra est bien contrôlée grâce à des mécanismes de blindage spéciaux contre les champs magnétiques. Même à proximité de sources de perturbations puissantes telles que les freins moteurs électroniques, les codeurs magnétiques fonctionnent sans problème.

Ainsi, les codeurs optiques ne présentent plus aucun avantage en termes de stabilité magnétique. Les codeurs optiques peuvent être considérés comme une solution coûteuse pour les applications où une résolution extrêmement élevée est requise, par exemple 20 bits par tour. Dans la plupart des cas, la précision des codeurs magnétiques est suffisante.

En tirant des conclusions, on peut constater que les codeurs magnétiques offrent beaucoup plus de possibilités et de liberté de conception. Ils sont beaucoup plus compacts et plus légers que les optiques, qui dans les modèles multitours sont beaucoup plus massifs que les magnétiques en raison de la présence dans la conception d’une boîte de vitesses assez grande, composée de plusieurs disques optiques.

Les codeurs magnétiques, de par leur compacité, permettent de les intégrer dans des espaces très restreints d’une machine ou d’un autre équipement. Eh bien, un autre facteur positif non négligeable est un prix plus budgétaire. En un mot, il n’est pas du tout surprenant que les codeurs magnétiques soient désormais la grande tendance.

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Types d’encodeurs ou comment sélectionner le bon encodeur

Types d’encodeurs

Il existe deux types de codeurs rotatifs les plus courants : incrémental et absolu.

Codeur incrémental (quadrature)

Les codeurs incrémentaux génèrent des signaux d’impulsion lorsqu’une roue ou un arbre tourne sur une certaine distance angulaire. Ce type émet deux signaux distincts dans une disposition en quadrature, de sorte qu’il peut indiquer à la fois la distance et le sens de rotation de l’arbre.

En plus d’indiquer la direction et la distance, certains codeurs incrémentaux disposent également d’une fonction d’indexation en un seul point de rotation. La fonction d’indexation permet à l’arbre de revenir à un point connu. D’autres encodeurs ont un bouton Entrée, ajoutant une nouvelle interface utilisateur.

Les principaux avantages des codeurs incrémentaux sont :

1. fiabilité,
2. facilité d’installation,
3. coût relativement faible.

Afin de sélectionner un codeur incrémental, il est nécessaire de déterminer les points principaux suivants :

• la précision de mesure requise,
• le diamètre de l’arbre et sa variété de modèle,
• le type de connecteur de sortie du câble et sa longueur,
• Caractéristiques électriques.

Les codeurs incrémentaux sont l’un des capteurs les plus courants dans les systèmes techniques complexes modernes. Leur utilisation est appropriée dans tous les entraînements électriques puissants de systèmes de mouvement précis ou de systèmes essentiels aux modes de freinage à grande vitesse et de démarrage.

Voici quelques exemples de leurs utilisations :

• Équipement médical
• Équipements de test et de diagnostic automatisés
• Appareils robotiques automoteurs
• Systèmes de contrôle d’accès

Codeur absolu

Pour la plupart, les codeurs incrémentaux ne « connaissent » pas par nature la position de l’arbre (autre que le point d’index). Les codeurs absolus, quant à eux, utilisent un affichage interne pour mesurer directement la position angulaire et maintenir cette capacité de mesure même si l’alimentation est coupée.

En plus de déterminer la position de l’arbre, les codeurs absolus multitours peuvent également déterminer le nombre de tours effectués par le codeur dans un sens ou dans l’autre.

Les codeurs absolus constituent un lien important entre la partie mécanique de la machine et son unité de contrôle grâce à leurs mesures précises et sans ambiguïté, qu’ils peuvent transmettre instantanément. Cette qualité est utilisée avec succès dans les entreprises modernes de construction mécanique et de robotique.

Les codeurs absolus sont divisés selon les paramètres suivants :

• Monotour ou multitour
• Nombre d’impulsions par tour ou nombre de bits
• Avec arbre, à rotor creux ou à rotor creux traversant
• Diamètre de l’arbre ou de l’alésage de l’arbre

Lors du choix d’un codeur absolu, vous devez faire attention aux paramètres suivants :

• Le nombre de bits par tour. La précision du système dépend de cet indicateur.
• Type de connexion de l’arbre au codeur.
• Type de sortie d’encodeur (les types de sorties de signal les plus courants sont les interfaces code parallèle, SSI, DeviceNet, Profibus-DP, CANopen, LWL).
• Caractéristiques électriques. Le fonctionnement du système et la précision de la suppression du signal dépendent de cet indicateur.
• Degré de protection du codeur contre la pénétration de la poussière et de l’humidité.

Le codeur absolu est conçu pour être un capteur polyvalent et configurable pour une large gamme d’applications. On distingue les domaines d’utilisation suivants : le domaine médical, les énergies alternatives, les systèmes de télécommunications, les industries de l’emballage et de l’alimentation, et bien d’autres.

Codeurs optiques et magnétiques

Selon les applications, le principe de détermination de la rotation est important. Cela peut affecter le prix ou la capacité d’un encodeur à gérer les interférences externes ou la contamination.

Les principaux types sont :

1. Encodeur optique . Pour la lecture optique, les codeurs disposent d’une source lumineuse qui est progressivement interrompue par un disque ou un autre moyen fixé à l’arbre. Cette lumière transmet des impulsions pour les codeurs incrémentaux et transmet des données de position pour les codeurs absolus.
2. Encodeur magnétique . Ils sont beaucoup moins chers que les optiques et sont plus compacts. La plupart d’entre eux utilisent des dispositifs analogiques à effet Hall montés sur un circuit imprimé. Les capteurs à effet Hall sont entraînés par un aimant bipolaire monté à l’extrémité d’un arbre. Il produit deux signaux alternatifs en antiphase avec un cycle par tour d’arbre.

Fonctions, caractéristiques et caractéristiques supplémentaires des codeurs

Parmi les encodeurs ayant la même classe et la même définition de rotation, il peut y avoir un écart important entre les capacités. Les prix des encodeurs reflètent souvent ces différences. De ce fait, les paramètres suivants doivent être pris en compte :

Résolution de l’encodeur .

Nombre d’impulsions ou de positions d’encodeur par tour.

La résolution d’un codeur de rotation correspond au nombre maximum de points qu’il peut mesurer en un tour.

Dans le cas d’un codeur incrémental , la résolution est directement liée au nombre d’impulsions qu’il délivre par tour.

Dans le cas d’un codeur absolu , la résolution mesure le nombre de tours que l’appareil peut écrire avant de « rouler » jusqu’à la position zéro. Par exemple, un encodeur 16 bits aurait une résolution de 65 536 points par tour.

Le codeur PPR est à choisir en fonction de la résolution attendue, qui doit correspondre à l’application et à la précision des composants mécaniques du circuit de mesure.

Le capteur est connecté à un appareil électronique, un contrôleur ou un compteur qui permet de prendre en compte une fréquence d’entrée maximale. En effet, un codeur incrémental haute résolution génère plus d’impulsions par tour qu’un codeur incrémental basse résolution. En fonction de la vitesse définie par l’application, la sortie du codeur peut être à une fréquence plus élevée que celle que le périphérique connecté au codeur peut gérer. Dans ce cas, vous devrez utiliser un encodeur de résolution inférieure.

Vitesse

Les codeurs ont une vitesse mécanique maximale en tr/min ainsi qu’une réponse en fréquence maximale. Les deux doivent être pris en compte, ainsi que les capacités de réponse en fréquence de l’électronique de lecture.

Fiabilité

Alors que de nombreux codeurs nécessitent un environnement relativement propre, d’autres sont durcis pour un usage industriel. Cette caractéristique peut être liée à la méthode de détection de rotation ou au type de boîtier du dispositif. Ainsi, lors du choix, vous devez prendre en compte l’environnement de travail.

Eltra propose une large gamme de codeurs robustes. Dans certaines séries, il est également possible de commander un boîtier métallique renforcé.

Types de sorties électroniques du codeur

Voici quelques types de sortie les plus courants de l’encodeur Eltra.

1. Line Driver et RS422 (sortie différentielle). Le Line Driver peut forcer activement la sortie à un niveau bas et haut, lui permettant de générer et d’absorber le courant de la charge. En conséquence, un courant plus élevé est généré tout en maintenant des distances de transmission plus longues. Comme son nom l’indique, ce type de sortie de codeur est populaire pour une gamme d’applications industrielles, en particulier lorsque le niveau de bruit est assez élevé.

La sortie RS-422 (TTL) fournit un niveau de signal constant de 5 V indépendant de la tension d’alimentation.

2. Sortie du collecteur ouvert. Ce type de sortie permet de recevoir un signal avec un niveau de tension déterminé non pas par la tension d’alimentation du codeur, mais par la tension de la source d’alimentation supplémentaire. Pour ce faire, il est nécessaire de connecter une résistance externe entre les circuits de puissance et la sortie, dont la valeur de résistance est déterminée par la valeur de tension de la source d’alimentation supplémentaire.

Eltra utilise dans ses modèles collecteur ouvert NPN et collecteur ouvert PNP

3. Push-pull (HTL) . Ce type de sortie est construit sur des transistors rpp et ppp et possède une faible impédance de sortie, ce qui permet d’augmenter le courant délivré à la charge. Ainsi, la capacité de charge est augmentée et les processus de charge et de décharge de la capacité de charge sont accélérés, et donc la vitesse est également augmentée.
4. Encodeur analogique . Il s’agit d’un capteur de position absolue qui a un signal 0-10 V en sortie ; 4 à 20 mA ; 0 à 5 V ; 0,5 à 4,5 V ; 0 – 20 mA. L’appareil est utilisé pour mesurer l’angle, l’inclinaison, la position linéaire et le déplacement. Ils ont gagné en popularité dans l’automatisation industrielle, ils sont désormais activement remplacés par des codeurs à signaux numériques. Mais les capteurs analogiques continuent de conserver leur place en raison de leur grande fiabilité, de leur facilité de traitement du signal et de leurs dimensions unifiées.
5. SSI (interface série synchrone). Il permet la transmission des données de position absolue du codeur par une ligne série synchronisée par une horloge. Le principe de fonctionnement d’un encodeur avec une interface SSI est très similaire à celui standard. Ses composants principaux sont une source de lumière, un disque avec des fenêtres transparentes et opaques, des circuits de comparaison/déclenchement, des récepteurs photoélectriques, un convertisseur parallèle/série, un circuit monostable, un circuit d’entrée pour un signal d’horloge et un pilote de sortie pour un signal de données.

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