Линейные энкодеры имеют решающее значение в приложениях, требующих высокой точности и точного измерения линейного перемещения. Они используются в самых разных отраслях: от производства и робототехники до медицинских приборов и метрологии, обеспечивая точный контроль и измерения в различных сложных системах.

Важность линейных энкодеров в современных технологиях

В современном мире, основанном на технологиях, потребность в точности и точности измерений и перемещений имеет первостепенное значение. Линейные энкодеры играют решающую роль в удовлетворении этих потребностей, обеспечивая точную обратную связь по положению, которая необходима для бесперебойной работы многочисленных высокотехнологичных систем.

Робототехника — еще одна область, где линейные энкодеры имеют жизненно важное значение. Роботы полагаются на эти устройства для точного перемещения и выполнения задач с высокой точностью. Будь то сборка крошечных компонентов в производстве электроники или выполнение деликатных хирургических процедур, точность, обеспечиваемая линейными энкодерами, имеет решающее значение для успешных результатов.

В метрологии, науке об измерениях, линейные энкодеры обеспечивают обратную связь с высоким разрешением, необходимую для точных измерений. Это имеет решающее значение в процессах контроля качества, где даже малейшее отклонение может привести к серьезным проблемам.

Медицинские устройства также значительно выигрывают от точности линейных энкодеров. Например, системы визуализации требуют точного позиционирования для получения четких и точных изображений, которые необходимы для диагностики и планирования лечения.

Типы линейных энкодеров

Линейные энкодеры бывают разных типов, каждый из которых предназначен для удовлетворения конкретных потребностей применения. Двумя основными категориями являются инкрементальные линейные энкодеры и абсолютные линейные энкодеры. Понимание различий между этими типами имеет решающее значение для выбора правильного кодера для вашего приложения.

Инкрементные линейные энкодеры
Инкрементные линейные энкодеры работают путем генерации импульсов при движении энкодера. Эти импульсы подсчитываются для определения положения относительно начальной точки. Основной принцип включает шкалу с равномерно расположенными линиями и считывающую головку, которая перемещается по шкале, генерируя сигналы при обнаружении этих линий.

Ключевые особенности инкрементальных линейных энкодеров:

• Относительное позиционирование: они предоставляют информацию об изменениях положения от контрольной точки, а не от абсолютного положения.
• Простота и экономичность. Благодаря более простой конструкции инкрементальные энкодеры обычно дешевле абсолютных энкодеров, что делает их популярным выбором для приложений, где стоимость является важным фактором.
• Высокое разрешение: инкрементные энкодеры могут обеспечивать очень высокое разрешение, обеспечивая возможности точного управления и измерения.

Инкрементные энкодеры широко используются в таких приложениях, как станки с ЧПУ, где они обеспечивают необходимую обратную связь для точного управления движением инструмента. Они также распространены в различных приложениях автоматизации и робототехники, где достаточно точного относительного позиционирования.

С другой стороны, абсолютные линейные энкодеры
Абсолютные линейные энкодеры обеспечивают уникальное значение положения в каждой точке шкалы. Это означает, что каждая позиция на шкале имеет отдельный сигнал, что позволяет системе узнать точное положение сразу после запуска без необходимости повторного привязки.

Ключевые особенности абсолютных линейных энкодеров:

• Абсолютное позиционирование: они всегда предоставляют истинную информацию о местоположении, даже после отключения питания или перезапуска системы. Это делает их очень надежными и обеспечивает стабильную работу.
• Более высокая сложность и стоимость. Из-за более сложной конструкции и необходимости использования более сложной электроники абсолютные энкодеры, как правило, дороже, чем инкрементальные.
• Повышенная безопасность и надежность. Возможность предоставления данных об абсолютном положении повышает безопасность и надежность, особенно в критически важных приложениях, где всегда важно знать точное положение.

Абсолютные энкодеры идеально подходят для приложений, где сохранение информации о положении имеет решающее значение, например, в медицинских устройствах визуализации, прецизионном измерительном оборудовании и высокотехнологичных системах автоматизации. Они гарантируют, что система всегда имеет точные данные о местоположении, снижая риск ошибок и улучшая общую производительность.

Как работают линейные энкодеры

Понимание того, как работают линейные энкодеры, предполагает изучение их основных принципов работы, а также процессов генерации и обработки сигналов. Эти элементы имеют основополагающее значение для работы и использования линейных энкодеров в различных приложениях.

Основной принцип работы
В основе работы линейного энкодера лежит взаимодействие между шкалой и считывающей головкой. Шкала, которая может представлять собой полоску материала с равномерно расположенными отметками или узорами, служит ориентиром для определения положения. Считывающая головка перемещается по этой шкале, обнаруживая метки и определяя положение.

Вот упрощенное изложение основного принципа работы:

• • Движение шкалы: шкала или линейка прикрепляется к объекту, положение которого измеряется. По мере перемещения этого объекта изменяется и масштаб.
  • Обнаружение считывающей головки: считывающая головка, содержащая датчики, перемещается по шкале. Эти датчики распознают маркировку на весах.
  • Генерация сигналов: Когда считывающая головка обнаруживает маркировку, она генерирует сигналы, соответствующие положению шкалы. Эти сигналы часто имеют форму световых импульсов (оптические энкодеры), магнитных полей (магнитные энкодеры) или электрических изменений (емкостные или индуктивные энкодеры).

Такое взаимодействие гарантирует, что любое линейное движение объекта точно фиксируется и преобразуется в электронные сигналы, отражающие положение.

Генерация и обработка сигналов

Процесс генерации и обработки сигналов в линейных энкодерах имеет решающее значение для преобразования физического движения в точные цифровые данные, которые могут использоваться системами управления.

Генерация сигнала:

• • • Оптические энкодеры: используйте источник света и фотодетектор. Шкала имеет прозрачные и непрозрачные секции, и при движении считывающей головки свет проходит сквозь нее или блокируется, создавая световые импульсы, которые преобразуются в электрические сигналы.
    • Магнитные энкодеры: используйте магнитную полосу с чередующимися северным и южным полюсами. Считывающая головка содержит магнитные датчики, которые фиксируют изменения магнитного поля при его движении по шкале, генерируя соответствующие сигналы.
    • Емкостные энкодеры: используйте шкалу с различной емкостной структурой. По мере движения считывающей головки изменения емкости обнаруживаются и преобразуются в электрические сигналы.
    • Индуктивные энкодеры: используйте катушки и проводящие схемы. Движение считывающей головки изменяет индуктивность, генерируя электрические сигналы.

Обработка сигнала:

• • Первоначальное преобразование: необработанные сигналы, генерируемые считывающей головкой, являются аналоговыми по своей природе. Эти сигналы сначала преобразуются в цифровую форму посредством аналого-цифрового преобразования.
  • Интерполяция: для достижения более высокого разрешения цифровые сигналы часто интерполируются. Это означает разделение основного периода сигнала на более мелкие приращения, что позволяет более точно измерить положение.
  • Фильтрация и обработка: цифровые сигналы могут подвергаться фильтрации для удаления шума и обработки, чтобы гарантировать, что они имеют правильный формат и уровень для принимающей системы управления.
  • Генерация выходных данных: Наконец, обработанные сигналы выводятся в виде цифровых данных, которые могут использоваться системой управления машиной для определения точного положения измеряемого объекта.

Преимущества использования линейных энкодеров

Линейные энкодеры обладают множеством преимуществ, которые делают их незаменимыми во многих высокоточных приложениях. Давайте рассмотрим некоторые ключевые преимущества:

Высокая точность и точность
Одним из наиболее значительных преимуществ линейных энкодеров является их способность обеспечивать высокую точность и точность измерения положения. Это имеет решающее значение в таких приложениях, как обработка на станках с ЧПУ, где даже незначительные отклонения могут повлиять на качество конечного продукта.

Надежность и долговечность
Линейные энкодеры спроектированы так, чтобы быть прочными и надежными, что делает их пригодными для сложных промышленных условий. Многие из них сконструированы так, чтобы выдерживать суровые условия, такие как пыль, вибрация и перепады температур.
Простота интеграции
Линейные энкодеры предназначены для полной интеграции с существующими системами. Независимо от того, модернизируете ли вы старую систему или устанавливаете новую, линейные энкодеры могут быть легко подключены, обеспечивая немедленное улучшение точности и контроля.

Повышенная производительность
Обеспечивая точную обратную связь по положению, линейные энкодеры помогают повысить общую производительность систем, в которых они используются. Это приводит к повышению эффективности, повышению качества продукции и лучшему использованию ресурсов.

Немедленная обратная связь по положению.
В отличие от некоторых других типов датчиков положения, линейные энкодеры обеспечивают немедленную и непрерывную обратную связь. Эти данные в режиме реального времени необходимы для динамических систем, требующих постоянной настройки и мониторинга, таких как системы робототехники и автоматизации.

Недостатки и ограничения

Хотя линейные энкодеры предлагают множество преимуществ, они также имеют определенные ограничения, которые необходимо учитывать:

Соображения стоимости
Высокоточные линейные энкодеры, особенно абсолютные типы, могут быть довольно дорогими. В стоимость входит не только само устройство, но и сопутствующие расходы на его установку и интеграцию. Для приложений, чувствительных к бюджету, это может быть существенным ограничением, заставляющим сбалансировать потребность в точности с ограничениями по стоимости.

Чувствительность к окружающей среде
Некоторые типы линейных энкодеров, особенно оптические, могут быть чувствительны к факторам окружающей среды, таким как пыль, грязь и изменения температуры. Эти условия могут повлиять на способность энкодера точно определять положение, что может привести к ошибкам. Для решения этих проблем необходимы защитные меры, такие как ограждение или регулярное техническое обслуживание.

Сложность установки
Установка линейных энкодеров может быть сложной задачей и требует точного выравнивания для обеспечения точных измерений. Любое несовпадение может привести к ошибкам и снижению производительности. Это означает, что для установки и калибровки часто требуется квалифицированный персонал, что увеличивает общую стоимость и сложность.

Требования к техническому обслуживанию
Для обеспечения оптимальной работы линейных энкодеров необходимо регулярное техническое обслуживание. Сюда входит очистка шкалы и считывающей головки, проверка выравнивания и обеспечение работы энкодера в заданных условиях окружающей среды. Невыполнение планового технического обслуживания может привести к ухудшению производительности и возможному выходу из строя.

Ограниченный диапазон
В некоторых приложениях ограничивающим фактором может быть линейный диапазон энкодера. Хотя многие линейные энкодеры могут преодолевать значительные расстояния, существуют практические ограничения их диапазона. Для измерений на очень больших расстояниях могут потребоваться альтернативные решения.

Электрические шумовые помехи
Линейные энкодеры, особенно с аналоговыми выходными сигналами, могут быть чувствительны к электрическим шумовым помехам. Этот шум может исказить сигналы, что приведет к неточным данным о местоположении. Экранирование и правильное заземление необходимы для минимизации воздействия электрических помех.

Заключение
Линейные энкодеры являются незаменимыми инструментами в современной технологии, обеспечивая точность и надежность, необходимые для широкого спектра применений. От станков с ЧПУ и робототехники до медицинского оборудования и метрологии — эти устройства обеспечивают точную обратную связь по положению, повышая производительность и эффективность бесчисленных систем.

Понимая типы линейных энкодеров, их принципы работы и методы обработки сигналов, можно оценить их решающую роль в различных отраслях.

Выбор правильного линейного энкодера предполагает баланс этих факторов для удовлетворения конкретных требований приложения. Если вам нужна простота и экономичность инкрементных энкодеров или абсолютная точность положения абсолютных энкодеров, существует решение для линейного энкодера, которое будет соответствовать вашим потребностям.

По мере развития технологий будут развиваться и возможности линейных энкодеров, обещающие еще большую точность, долговечность и интеллектуальную интеграцию в будущем. Оставаясь в курсе событий и выбирая подходящий кодировщик для своих приложений, вы сможете использовать весь потенциал этих замечательных устройств, обеспечивая оптимальную производительность и инновации в своей области.

Сообщение Линейный энкодер появились сначала на Eltra-encoder.com.

Ниже представлены технологии, лежащие в основе абсолютных энкодеров Eltra, их различия и особенности.

Оптические энкодеры

Современный абсолютный оптический энкодер — чрезвычайно сложное устройство. При разработке оптического энкодера высокого разрешения конструкторы сталкиваются с большим количеством противоречивых факторов, которые в течение длительного времени сильно влияют на точность и надежность энкодера.

Принцип оптического измерения

Ключевым компонентом оптических энкодеров является диск энкодера, установленный на валу. Этот диск изготовлен из прозрачного материала с концентрическим узором из прозрачных и непрозрачных участков. Инфракрасный свет светодиода попадает на ряд фоторецепторов через кодовый диск. Когда вал вращается, уникальная комбинация фоторецепторов освещается светом, прошедшим через рисунок на диске.

Для многооборотных моделей в зубчатый механизм устанавливается дополнительный комплект кодовых дисков. Когда главный вал датчика вращается, эти сетчатые диски вращаются как механизм одометра. Положение вращения каждого диска контролируется оптически, а на выходе получается информация о количестве оборотов вала энкодера.

Функциональность

Оптические абсолютные энкодеры Eltra используют высокоинтегрированную технологию Opto-ASIC, обеспечивающую разрешение до 16 бит (65536 шагов) на оборот. Для многооборотных моделей диапазон измерения увеличивается за счет кодовых дисков с механическим включением до 16384 (214) оборотов.

Конструкция оптического энкодера

Основная проблема – наличие в одной конструкции большого количества совершенно разных по своей природе оптических, механических и электронных компонентов. Итак, механика склонна к механическому износу.

На качество оптических элементов в первую очередь влияют следующие факторы:

• загрязнение,
• потускнение,
• изменения интенсивности излучения.

Высокое разрешение кодера требует использования оптического диска с высокой плотностью трафарета. Для оптического/физического разрешения (а не интерполированного!) в 12 бит необходим диск с секторами, делящими круг на 4096 частей/меток.

Чем компактнее энкодер и меньше диаметр диска, тем выше требования к оптике энкодера.

Чтобы распознать такую ​​плотность рисунка на диске, необходимо разместить считывающую матрицу в непосредственной близости от диска. Минимальный зазор между вращающимся диском и матрицей считывания предъявляет очень высокие требования к механике. Минимальное биение/люфт вала приведет к контакту диска со считывающей матрицей во время вращения и, как следствие, к повреждению трафарета, нанесенного на диск.

Износ механических частей энкодера или негерметичность корпуса также приводит к загрязнению оптики продуктами износа и пылью, попадающими извне и, как следствие, искажению результатов измерений.

Оптический диск является важной частью кодера. Под воздействием времени, изменений температуры и многих других факторов свойства материала диска могут со временем меняться, например, тускнеть и деформироваться .

1. Потускнение в сочетании с потерей интенсивности светодиодной подсветки может резко снизить надежность работы и/или вызвать полный выход из строя.
2. Деформация может вызвать опасность контакта диска с матрицей при вращении вала энкодера с такими же вытекающими последствиями.

Преимущества оптических энкодеров

Основными преимуществами оптического энкодера являются:

• обеспечение высокого разрешения и точности;
• отличные динамические показатели;
• пригодность для использования в зонах с сильными магнитными полями.

Поскольку вращение дисков энкодера является чисто механическим процессом, эти устройства не могут потерять информацию об абсолютном положении, если прибор временно отключается. Резервные батареи не требуются!

Оптические абсолютные энкодеры Eltra.

Компания производит как многооборотные, так и однооборотные оптические энкодеры. Электронный интерфейс может быть Profibus, SSI или Profinet.

Основные серии:

• Оптический многооборотный : AAM58B, AAM58C, AAM58F, EAM58A, EAM58B, EAM58C, EAM58D, EAM58E, EAM63A, EAM63B, EAM63C, EAM63D, EAM63E, EAM58F, EAM63F, EAM63G, EAM63AX, EAM63DX, EAM90A, E АМ90Б, ЕАМ90С, ЕАМ90Д, ЕАМ90Е , EAMX80A, EAMX80D.
• Оптические одновитковые : EA58F, EA63F, EA63G, EA58B, EA58C, EA63A, EA63D, EA63E, EA63AX, EA63DX, EA90A, EA115A, EAX80A, EAX80D.

Магнитные энкодеры

Магнитные энкодеры определяют угловое положение с помощью технологии магнитного поля. Постоянный магнит, установленный на валу энкодера, создает магнитное поле, которое измеряется датчиком, генерирующим уникальное значение абсолютного положения.

Инновационная многооборотная технология

В многооборотных магнитных энкодерах Eltra используется инновационная технология для отслеживания количества оборотов, даже если оборот происходит при выключенной системе.

Для выполнения этой задачи энкодеры преобразуют вращение вала в электрическую энергию. Технология основана на эффекте Виганда : при повороте постоянного магнита на валу энкодера на определенный угол магнитная полярность в «проводе Виганда» резко меняется, создавая кратковременный всплеск напряжения в обмотке, окружающей провод. Этот импульс отмечает вращение вала, а также подает питание на электронную схему, регистрирующую это событие.

Эффект Виганда проявляется в любых условиях, даже при очень медленном вращении, и исключает необходимость использования резервных батарей.

Преимущества магнитных энкодеров

Магнитные энкодеры бывают:

• надежный,
• прочный и

Безбатарейная и безредукторная конструкция обеспечивает механическую простоту и меньшую стоимость, чем оптические энкодеры. Компактные размеры позволяют использовать их в очень ограниченном пространстве.

Магнитные абсолютные энкодеры Eltra.

Eltra предлагает как однооборотные, так и многооборотные оптические энкодеры со глухим и полым валом.

Основные семейства:

• Серия магнитных многооборотных энкодеров : EAM36A, EAM36G, EAM36F, EAMW58B, EAMW58C, EAMW63D.
• Магнитные однооборотные энкодеры : EA36A, EA36G, EA36F, EMA22A, EMS22A, EMA50A, EMA50B (BY), EMA50F, EMA50G, EMA55A (AY), EML50A, EML50B (BY), EML50F, EML50G.

Поворотный энкодер – оптический или магнитный?

Энкодеры вращения преобразуют угол поворота вала в электрический сигнал и работают по оптическому или магнитному принципу действия.

Распространенным убеждением является:

• оптические энкодеры измеряют более точно , в то время как
• магнитные энкодеры более стабильны и долговечны по конструкции

Это действительно правда?

Эксперты полагают, что это не так. В настоящее время оптические энкодеры больше не превосходят магнитные энкодеры по точности.

Технология магнитных энкодеров в последние годы позволила полностью преодолеть разрыв с оптическими энкодерами в отношении всех важных электрических параметров. Сегодняшние магнитные энкодеры уже достигают разрешения 16 бит с точностью 0,09° и, следовательно, производительности, которая раньше была достижима только с помощью оптических энкодеров. В 2013 году произошла настоящая революция в соотношении технологий, когда был представлен магнитный энкодер, по всем основным параметрам достигающий традиционных оптических систем.

Что позволило так сильно увеличить возможности магнитных энкодеров?

Залогом успеха стал технологический качественный скачок, в котором важную роль сыграло удачное сочетание аппаратного и программного обеспечения магнитной системы.

Магнитные энкодеры нового поколения созданы на основе датчиков Холла , аналоговые сигналы которых обрабатываются быстрым 32-битным микроконтроллером в реальном времени.

Точную калибровку обеспечивают:

• сложные программные алгоритмы,
• новые высокотехнологичные чипы.

Все это гарантирует высочайшую точность новой серии магнитных энкодеров.

Что касается оптических энкодеров , то и здесь есть дальнейшее развитие, но без существенных скачков достигнутых результатов. В принципе, эта технология используется в том виде, в каком она существовала 50 лет назад.

Современные оптические энкодеры:

• меньший,
• с более высоким разрешением,
• частично механически прочнее,
• более стабильны, чем кодеры предыдущего поколения.

Однако основные проблемы, связанные с чувствительностью к влаге, загрязнению и механическому воздействию, остаются и сегодня.

Оптические системы по своей природе чувствительны ко всему, что может помешать надежной передаче сигнала от источника света на пути к чувствительным фоторецепторам. В этом плане магнитные энкодеры всегда были впереди. Будь то пыль, туман или сильная тряска, ничто не может так быстро нарушить работу магнитного энкодера.

С точки зрения устойчивости к магнитным полям оптические энкодеры предпочтительнее магнитных ?

Помехоустойчивость магнитных энкодеров Eltra хорошо контролируется благодаря специальным механизмам экранирования от магнитных полей. Даже в непосредственной близости от источников сильных помех, таких как электронные тормоза двигателя, магнитные энкодеры работают без проблем.

Таким образом, оптические энкодеры больше не имеют никаких преимуществ с точки зрения магнитной стабильности. Оптические энкодеры можно рассматривать как дорогое решение для приложений, где требуется чрезвычайно высокое разрешение, скажем, 20 бит на оборот. В большинстве случаев точность магнитных энкодеров достаточна.

Подводя итоги, можно отметить, что магнитные энкодеры предлагают значительно больше возможностей и свободы в проектировании. Они значительно компактнее и легче оптических, которые в многооборотных моделях значительно массивнее магнитных за счет наличия в конструкции достаточно крупного редуктора, состоящего из нескольких оптических дисков.

Магнитные энкодеры благодаря своей компактности позволяют размещать их в очень ограниченном пространстве машины или другого оборудования. Ну и еще один немаловажный положительный фактор – более бюджетная цена. Словом, совершенно неудивительно, что магнитные энкодеры сейчас являются главным трендом.

Сообщение Абсолютные оптические и магнитные энкодеры появились сначала на Eltra-encoder.com.

Типы энкодеров или как выбрать правильный энкодер

Типы энкодеров

Существует два наиболее распространенных типа поворотных энкодеров: инкрементальные и абсолютные.

Инкрементный (квадратурный) энкодер

Инкрементные энкодеры генерируют импульсные сигналы, когда колесо или вал поворачивается на определенное угловое расстояние. Этот тип выдает два отдельных сигнала в квадратурном порядке, поэтому он может указывать как расстояние, так и направление вращения вала.

Помимо указания направления и расстояния, некоторые инкрементальные энкодеры также имеют функцию индексации в одной точке вращения. Функция индексации позволяет валу вернуться в известную точку. Другие кодировщики имеют кнопку ввода, добавляющую новый пользовательский интерфейс.

Основными преимуществами инкрементальных энкодеров являются:

1. надежность,
2. простота установки,
3. относительно невысокая стоимость.

Для того чтобы выбрать инкрементальный энкодер, необходимо определиться со следующими основными моментами:

• требуемая точность измерений,
• диаметр вала и его модельная разновидность,
• тип выходного разъема кабеля и его длина,
• Электрические характеристики.

Инкрементальные энкодеры являются одними из наиболее распространенных датчиков в современных сложных технических системах. Их использование целесообразно в любых мощных электроприводах систем точного перемещения или системах, критичных к скоростным и пуско-тормозным режимам.

Вот лишь несколько примеров их использования:

• Медицинское оборудование
• Автоматизированное испытательное и диагностическое оборудование
• Самоходные роботизированные устройства
• Системы контроля доступа

Абсолютный энкодер

По большей части инкрементные энкодеры по своей сути «не знают» положения вала (кроме индексной точки). С другой стороны, абсолютные энкодеры используют внутреннее считывание для непосредственного измерения углового положения и сохраняют возможность измерения даже при отключении питания.

Помимо определения положения вала, многооборотные абсолютные энкодеры также могут определять, сколько оборотов сделал энкодер в том или ином направлении.

Абсолютные энкодеры являются важным связующим звеном между механической частью машины и ее блоком управления благодаря своим точным и однозначным измерениям, которые они могут передавать мгновенно. Это качество успешно используется на современных предприятиях машиностроения и робототехники.

Абсолютные энкодеры разделяются по следующим параметрам:

• Однооборотный или многооборотный
• Количество импульсов на оборот или количество битов
• С валом, с полым ротором или со сквозным полым ротором
• Диаметр вала или отверстия вала

При выборе абсолютного энкодера следует обратить внимание на следующие параметры:

• Количество бит на оборот. От этого показателя зависит точность системы.
• Тип соединения вала с энкодером.
• Тип выхода энкодера (Наиболее распространенными типами выходных сигналов являются интерфейсы параллельного кода, SSI, DeviceNet, Profibus-DP, CANopen, LWL).
• Электрические характеристики. От этого показателя зависит работа системы и точность снятия сигнала.
• Степень защиты энкодера от проникновения пыли и влаги.

Абсолютный энкодер спроектирован как универсальный настраиваемый датчик для широкого спектра применений. Выделяют следующие сферы использования: медицинская сфера, альтернативная энергетика, телекоммуникационные системы, упаковочная и пищевая промышленность и многие другие.

Оптические и магнитные энкодеры

В зависимости от применения важен принцип определения вращения. Это может повлиять на цену или на то, насколько хорошо кодировщик справляется с внешними помехами или загрязнениями.

Основные типы:

1. Оптический энкодер . Для оптического считывания энкодеры имеют источник света, который постепенно прерывается диском или другим средством, прикрепленным к валу. Этот индикатор передает импульсы для инкрементальных энкодеров и данные о положении для абсолютных энкодеров.
2. Магнитный энкодер . Они значительно дешевле оптических и более компактны. В большинстве из них используются аналоговые устройства на эффекте Холла, установленные на печатной плате. Датчики Холла приводятся в движение двухполюсным магнитом, установленным на конце вала. Он выдает два сигнала переменного тока в противофазе с одним циклом на оборот вала.

Дополнительные функции, возможности и характеристики энкодеров

Среди кодеров, имеющих одинаковый класс и определение вращения, может быть большое расхождение между возможностями. Цены на кодеры часто отражают эти различия. В результате необходимо учитывать следующие параметры:

Разрешение энкодера .

Количество импульсов или позиций энкодера на оборот.

Разрешение датчика вращения соответствует максимальному количеству точек, которые он может измерить за один оборот.

В случае инкрементального энкодера разрешение напрямую связано с количеством импульсов, которые он выдает за один оборот.

В случае абсолютного энкодера разрешение измеряет количество оборотов, которое устройство может записать, прежде чем «перекатиться» в нулевое положение. Например, 16-битный энкодер будет иметь разрешение 65 536 точек на оборот.

Энкодер PPR следует выбирать в соответствии с ожидаемым разрешением, которое должно соответствовать применению и точности механических компонентов измерительной схемы.

Датчик подключается к электронному устройству, контроллеру или счетчику, который позволяет учитывать максимальную входную частоту. Действительно, инкрементальный энкодер с высоким разрешением генерирует больше импульсов за оборот, чем инкрементальный энкодер с низким разрешением. В зависимости от скорости, установленной приложением, выходной сигнал энкодера может иметь более высокую частоту, чем может выдержать устройство, подключенное к энкодеру. В этом случае вам придется использовать кодировщик с более низким разрешением.

Скорость

Энкодеры имеют максимальную механическую скорость в об/мин, а также максимальную частотную характеристику. Необходимо учитывать оба фактора, а также возможности частотной характеристики считывающей электроники.

Надежность

Хотя многим энкодерам требуется относительно чистая окружающая среда, другие предназначены для промышленного использования. Эта характеристика может быть связана со способом обнаружения вращения или типом корпуса устройства. Таким образом, при выборе нужно учитывать рабочую среду.

Eltra предлагает широкий ассортимент энкодеров для тяжелых условий эксплуатации. Также в некоторых сериях можно заказать усиленный металлический корпус.

Типы электронных выходов энкодера

Здесь приведены некоторые наиболее распространенные типы выходных сигналов энкодера Eltra.

1. Линейный драйвер и RS422 (дифференциальный выход). Линейный драйвер может активно повышать и понижать выходной сигнал, позволяя ему получать и потреблять ток от нагрузки. В результате генерируется более высокий ток при сохранении больших расстояний передачи. Как следует из названия, этот тип выхода энкодера популярен для ряда промышленных применений, особенно там, где уровень шума довольно высок.

Выход RS-422 (TTL) обеспечивает постоянный уровень сигнала 5 В независимо от напряжения питания.

2. Выход открытого коллектора. Данный тип выхода позволяет получать сигнал с уровнем напряжения, определяемым не напряжением питания энкодера, а напряжением дополнительного источника питания. Для этого необходимо между силовыми цепями и выходом подключить внешний резистор, величина сопротивления которого определяется величиной напряжения дополнительного источника питания.

Eltra использует в своих моделях открытый коллектор NPN и открытый коллектор PNP.

3. Двухтактный (HTL) . Этот тип выхода построен на транзисторах RPP и PPP и имеет низкое выходное сопротивление, что позволяет увеличить ток, отдаваемый в нагрузку. Таким образом, увеличивается грузоподъемность и ускоряются процессы зарядки и разрядки нагрузки, а следовательно, увеличивается и скорость.
4. Аналоговый кодер . Это датчик абсолютного положения, имеющий на выходе сигнал 0-10 В; 4 – 20 мА; 0 – 5 В; 0,5 – 4,5 В; 0–20 мА. Устройство используется для измерения угла, наклона, линейного положения и смещения. Они завоевали популярность в промышленной автоматизации, сейчас их активно заменяют энкодеры с цифровыми сигналами. Но аналоговые датчики продолжают удерживать свою нишу благодаря высокой надежности, простоте обработки сигнала и унифицированным размерам.
5. SSI (синхронный последовательный интерфейс). Он позволяет передавать данные о положении абсолютного энкодера по последовательной линии, синхронизированной по тактовому сигналу. Принцип работы энкодера с интерфейсом SSI очень похож на стандартный. Его основными частями являются источник света, диск с прозрачными и непрозрачными окнами, схемы сравнения/запуска, фотоэлектрические приемники, параллельный/последовательный преобразователь, моностабильная схема, входная схема для тактового сигнала и выходной драйвер для сигнала данных.

Сообщение Как выбрать энкодер? появились сначала на Eltra-encoder.com.