1. Ce este un codificator?
În timpul funcționării unuiCutie de viteze melcată cu motor N20 DCParametri precum curentul, viteza și poziția relativă a direcției circumferențiale a arborelui rotativ sunt monitorizați în timp real pentru a determina starea corpului motorului și a echipamentului tractat și, în plus, pentru a controla condițiile de funcționare ale motorului și echipamentului în timp real, realizând astfel multe funcții specifice, cum ar fi servo-reglarea și reglarea vitezei. Aici, aplicarea unui encoder ca element de măsurare frontal nu numai că simplifică foarte mult sistemul de măsurare, dar este și precisă, fiabilă și puternică. Encoderul este un senzor rotativ care convertește mărimile fizice de poziție și deplasare a pieselor rotative într-o serie de semnale digitale de impuls, care sunt colectate și procesate de sistemul de control pentru a emite o serie de comenzi pentru a regla și modifica starea de funcționare a echipamentului. Dacă encoderul este combinat cu o bară de transmisie sau un șurub, acesta poate fi utilizat și pentru a măsura poziția și deplasarea pieselor mobile liniare.
2, clasificarea codificatorului
Clasificarea de bază a encoderului:
Un encoder este o combinație apropiată de dispozitive mecanice și electronice de măsurare de precizie, care utilizează codificarea semnalului sau a datelor, convertirea acestuia pentru comunicare, transmiterea și stocarea datelor de semnal. În funcție de diferitele caracteristici, encoderele se clasifică după cum urmează:
● Disc de cod și scală de cod. Encoderul care transformă deplasarea liniară în semnal electric se numește scală de cod, iar cel care transformă deplasarea unghiulară în semnal de telecomunicații se numește disc de cod.
● Encodere incrementale. Oferă informații precum poziția, unghiul și numărul de ture și definesc rata respectivă prin numărul de impulsuri pe tură.
● Encoder absolut. Oferă informații precum poziția, unghiul și numărul de rotații în trepte unghiulare, iar fiecărui increment unghiular i se atribuie un cod unic.
● Encoder absolut hibrid. Encoderul absolut hibrid furnizează două seturi de informații: un set de informații este utilizat pentru a detecta poziția polului cu funcția de informații absolute, iar celălalt set este exact același cu informațiile de ieșire ale encoderului incremental.
Encodere utilizate în mod obișnuit în motoare:
●Codificator incremental
Utilizarea directă a principiului conversiei fotoelectrice permite generarea a trei seturi de impulsuri pătrate A, B și Z. Diferența de fază dintre cele două seturi de impulsuri A și B este de 90°, astfel încât direcția de rotație poate fi ușor evaluată; faza Z este de un impuls pe rotație și este utilizată pentru poziționarea punctului de referință. Avantaje: construcție simplă, durata de viață mecanică medie poate depăși zeci de mii de ore, capacitate anti-interferențe puternică, fiabilitate ridicată și potrivit pentru transmisie pe distanțe lungi. Dezavantaje: imposibilitatea de a genera informații despre poziția absolută a rotației arborelui.
● Encoder absolut
Pe placa de cod circulară a senzorului există mai multe canale de cod concentrice de-a lungul direcției radiale, fiecare canal fiind compus din sectoare care transmit lumină și sectoare care nu transmit lumină, numărul de sectoare ale canalelor de cod adiacente fiind dublu, iar numărul de canale de cod de pe placa de cod este egal cu numărul de cifre binare. Când placa de cod se află în poziții diferite, fiecare element fotosensibil este convertit în semnalul de nivel corespunzător, în funcție de lumină sau nu, formând numărul binar.
Acest tip de encoder se caracterizează prin faptul că nu este necesar un contor, iar un cod digital fix corespunzător poziției poate fi citit în orice poziție a axei rotative. Evident, cu cât sunt mai multe canale de cod, cu atât rezoluția este mai mare, iar pentru un encoder cu rezoluție binară pe N biți, discul de cod trebuie să aibă N canale de cod. În prezent, în China există produse de encoder absolut pe 16 biți.
3, principiul de funcționare al encoderului
Printr-un disc de cod fotoelectric cu axa în centru, acesta prezintă linii circulare de trecere și linii de inscripționare întunecate, fiind prevăzut cu dispozitive fotoelectrice de transmisie și recepție pentru citire, iar patru grupuri de semnale sinusoidale sunt combinate în A, B, C și D. Fiecare undă sinusoidală diferă cu o diferență de fază de 90 de grade (360 de grade față de o undă circumferențială), iar semnalele C și D sunt inversate și suprapuse peste fazele A și B, ceea ce poate îmbunătăți stabilitatea semnalului; și un alt impuls de fază Z este emis pentru fiecare rotație pentru a reprezenta poziția de referință a poziției zero.
Deoarece cele două faze A și B diferă cu 90 de grade, se poate compara dacă faza A este în față sau faza B este în față pentru a discerne rotația înainte și înapoi a encoderului, iar bitul de referință zero al encoderului poate fi obținut prin impulsul zero. Materialele plăcii de codare a encoderului sunt sticlă, metal, plastic, placa de codare din sticlă este depusă pe sticlă cu o linie gravată foarte subțire, stabilitatea sa termică este bună, precizie ridicată, placa de codare metalică trece direct pe linia gravată și nu este fragilă, dar deoarece metalul are o anumită grosime, precizia este limitată, stabilitatea sa termică este cu un ordin de mărime mai slabă decât cea a sticlei, placa de codare din plastic este economică, costul său este scăzut, dar precizia, stabilitatea termică și durata de viață sunt unele slabe.
Rezoluție - codificatorul care furnizează câte linii gravate, fie că sunt transparenți sau întunecați, la o rotație de 360 de grade se numește rezoluție, cunoscută și sub denumirea de indexare a rezoluției sau, în general, indexarea de 5 ~ 10.000 de linii pe rotație.
4, Principiul măsurării poziției și al controlului prin feedback
Encoderele ocupă o poziție extrem de importantă în lifturi, mașini-unelte, procesarea materialelor, sisteme de feedback pentru motoare, precum și în echipamentele de măsurare și control. Encoderul utilizează o rețea de semnal și o sursă de lumină infraroșie pentru a converti semnalul optic într-un semnal electric TTL (HTL) prin intermediul unui receptor. Prin analizarea frecvenței nivelului TTL și a numărului de niveluri înalte, unghiul de rotație și poziția de rotație a motorului sunt reflectate vizual.
Deoarece unghiul și poziția pot fi măsurate cu precizie, encoderul și invertorul pot fi formate într-un sistem de control în buclă închisă pentru a face controlul mai precis, motiv pentru care ascensoarele, mașinile-unelte etc. pot fi utilizate atât de precis.
5, Rezumat
În concluzie, înțelegem că, în funcție de structura lor, encoderele sunt împărțite în incrementale și absolute, ambele transformând alte semnale, cum ar fi semnalele optice, în semnale electrice care pot fi analizate și controlate. Lifturile și mașinile-unelte comune din viața noastră se bazează pe reglarea precisă a motorului, iar prin controlul în buclă închisă cu feedback al semnalului electric, encoderul cu invertor este, de asemenea, o modalitate naturală de a obține un control precis.
Data publicării: 20 iulie 2023