Типы кодировщиков:полное руководство

О типах энкодеров Точное управление имеет решающее значение в приложениях, требующих двигателей. Когда в ваших схемах возникают проблемы с точным управлением, первое, что приходит на ум, — это шаговый двигатель.

Однако не во всех ситуациях требуются такие крайние меры. Итак, если вам нужно точное управление для небольших проектов, таких как вращающийся вал двигателя, вы читаете нужную статью.

Простое решение этих проблем — двигатель с энкодером.

Энкодеры являются более дешевыми и простыми решениями для задач точного контроля. Но может быть трудно понять, как это работает.

К счастью, мы написали эту статью, чтобы показать вам, как работает кодировщик, типы и различные приложения.

Вы готовы? Давайте погрузимся!

Что такое двигатель энкодера

Если вы находитесь в ситуации, когда шаговый двигатель неэффективен и дорог, вам нужен двигатель с энкодером.

В отличие от шагового двигателя, двигатель энкодера оснащен поворотным энкодером на задней стороне, который посылает сигналы обратной связи в систему.

Как? Ну, он использует поворотный энкодер для отслеживания положения и скорости вала двигателя.

Вот лучшая часть.

На рынке представлен широкий выбор энкодеров. Некоторые из этих двигателей являются абсолютными или инкрементными, а другие — магнитными или оптическими.

Другими словами, тип кодировщика во многом зависит от размера, формы и типа приложения.

Диаграмма кодировщика

Как работает кодировщик

В любом поворотном энкодере есть два выхода с метками A и B. Иногда эти два выхода выполняют схожие функции, то есть создают сигналы. Эти сигналы могут быть магнитными, оптическими и резистивными. Наиболее распространенным является оптический энкодер, который выдает сигналы на основе прерывания света.

Вот пример, чтобы было легче понять. В зависимости от производителя мы можем думать о поворотных энкодерах как о стежках внутри энкодера, сделанных с помощью GND или Vcc (общий коллектор напряжения). При вращательном движении энкодера общая клемма касается либо клеммы A, либо клеммы B.

Если энкодер вращается по часовой стрелке, первым будет высокий уровень на контакте А, а затем на контакте В. Другими словами, фазовый сдвиг всегда будет на 90 градусов независимо от направления вращения (против часовой стрелки или по часовой стрелке).

Двойные двоичные кодировщики

Кроме того, вы можете легко обнаружить этот фазовый сдвиг с помощью микроконтроллера. Это поможет вам определить направление вращения. Сделав это, вы можете увеличить или уменьшить значение счетчика, показывающего число оборотов в минуту или градус вращения, если у вас мотор-редуктор с энкодером.

Типы энкодеров двигателя

Как упоминалось ранее, существуют различные типы кодировщиков с различными функциями, формами и размерами. Тем не менее, вот основные типы энкодеров, которые вы можете найти на рынке.

Энкодеры двигателей переменного тока

Двигатели постоянного тока — не единственные двигатели с энкодерами. На рынке также доступны двигатели переменного тока с энкодерами. Индукция переменного тока является обычным выбором для систем управления и общих приложений. Почему? Потому что такие приложения имеют долгий срок службы и низкую стоимость. Вы можете найти эти типы двигателей в токарных станках, которые требуют регулирования скорости.

Еще одним применением энкодеров двигателей переменного тока является робототехника. Кодер предоставляет информацию о положении и траектории движения робота в любое время во время приложения.

Кодеры шаговых двигателей

Мы знаем, о чем вы думаете. Почему шаговый двигатель может работать с энкодером? В конце концов, именно с точным управлением лучше всего справляется шаговый двигатель.

Но это не так.

В то время как шаговый двигатель хорош для точного управления, энкодер по-прежнему оказывает большое влияние на производительность шагового двигателя. Таким образом, энкодер шагового двигателя представляет собой шаговый двигатель, интегрированный с энкодером.

Мы называем системы шаговых двигателей с интегрированным энкодером шаговыми двигателями с обратной связью. Эти двигатели обеспечивают большую стабильность, плавность хода и развивают более высокий крутящий момент, чем их аналоги без обратной связи.

Энкодер шагового двигателя обеспечивает управление с обратной связью. Кроме того, это позволяет избежать потери шага, вызванной шаговым двигателем. Кроме того, мы можем разделить энкодер шагового двигателя на оптический энкодер и поворотный энкодер.

Энкодеры двигателя постоянного тока

Это наиболее распространенные типы двигателей с энкодером, которые вы можете найти на рынке. Обычно это обычный двигатель постоянного тока с магнитным энкодером, прикрепленным к его задней части. Спереди может быть редуктор, который снижает скорость вращения и увеличивает крутящий момент.

Кроме того, энкодер обеспечивает замкнутую обратную связь с системой, что позволяет регулировать число оборотов в минуту и ​​привод для точного управления скоростью.

Другими словами, вы можете контролировать скорость обратной связи в двигателях постоянного тока. Это возможно, потому что энкодер двигателя постоянного тока предлагает механизм, позволяющий измерять скорость вращения ротора.

Энкодеры серводвигателей

Применение серводвигателя стало популярной альтернативой гидравлическим, пневматическим и некоторым другим электромеханическим формам движения.

Кроме того, вы можете использовать серводвигатели с энкодерами для различных приложений, включая автоматизацию производства, робототехнику и другие операции точного контроля.

Энкодеры серводвигателей предлагают технологию высокого крутящего момента, небольшие размеры и высокую эффективность по разумной цене. Кроме того, он идеально подходит для производственных предприятий по всему миру.

Типы технологии кодирования

Здесь вы можете выбрать различные типы поворотных энкодеров — в зависимости от вашего приложения.

Линейные энкодеры

Линейные энкодеры широко используются в приложениях промышленной автоматизации и управления. Это устройство использует линейную шкалу для определения своего положения.

Линейные энкодеры

На этой шкале есть датчик, который считывает шкалу и определяет положение. Кроме того, цифровой штангенциркуль является прекрасным примером линейного энкодера.

Вы можете найти линейные энкодеры в приборах с высокой точностью, таких как инструменты промышленной автоматизации.

Кроме того, линейные энкодеры можно рассматривать как абсолютные или инкрементальные.

Оптические энкодеры

Оптический энкодер является наиболее широко используемым энкодером в этом списке. Его компонентами являются источник света, схема детектора света и кодирующие диски.

Это датчик движения, который использует свет от кодового диска для отслеживания движения вала. Другими словами, этот энкодер дает обратную связь на основе прерывания света.

Оптические энкодеры

Вот как это работает:

Во-первых, при включении устройства включается источник света. Затем источник света излучает луч света, который проходит через прозрачный диск кодировщика с узорами и непрозрачными линиями.

Далее фотоприемник улавливает световой пучок и реагирует на него. Таким образом, этот процесс создает синусоидальный сигнал, который преобразуется в последовательность импульсов или прямоугольную волну. Мы называем фотодетектор схемой детектора света.

Импульсный сигнал горит =горит, а не горит =выкл. Затем эти сигналы передаются на счетчик через плату электроники. Наконец, счетчик посылает сигнал и выполняет соответствующие функции (поворот, остановка и т. д.).

Инкрементальные кодировщики

Этот тип энкодера преобразует положение вала или угловое движение в цифровой или аналоговый код. Он использует этот код для определения движения или положения. Кроме того, это один из наиболее часто используемых поворотных энкодеров.

Вы также можете использовать инкрементный энкодер в приложениях обратной связи по скорости двигателя и позиционированию. К таким приложениям относятся тяжелые, сервоприводы, легкие и промышленные приложения.

Кроме того, инкрементальные энкодеры обеспечивают отличную обратную связь по скорости и расстоянию. Кроме того, ему не нужно несколько датчиков, поэтому системы просты и менее дороги.

Единственным ограничением инкрементного энкодера является предоставление информации об изменениях. Для этого кодеру необходимо рассчитать движение с помощью эталонного устройства.

Инкрементальные кодировщики

Абсолютный кодировщик

Абсолютный энкодер — самый интересный энкодер в этом списке. Он измеряет истинное или абсолютное угловое положение. Это противоположность инкрементному энкодеру, который вычисляет только изменение углового положения.

Здесь все становится интереснее.

Включение питания определяет, является ли энкодер абсолютным или инкрементным. Таким образом, если энкодер проходит процесс «пробуждения и встряхивания», чтобы получить свою позицию, то он инкрементальный. Если для вывода положения не требуется движение, то оно абсолютное.

Абсолютные энкодеры могут выдавать цифровой или аналоговый сигнал на выходе. Эти сигналы включают последовательный синхронный интерфейс (SSI) и 0–10 В или 4–20 мА.

Угловые кодировщики

Применения кодировщиков

Вот некоторые из различных применений кодировщиков:

Аэрокосмическая отрасль

Кодировщики обеспечивают высокоточную обратную связь по движению в аэрокосмических приложениях при работе в ужасных условиях окружающей среды.

Аэрокосмическая отрасль

Позиционирование шарико-винтовой передачи

Энкодеры обеспечивают обратную связь по движению, если они прикреплены к концу приводного двигателя или переключателя привода.

Расположение шарикового винта

Автоматизированные транспортные средства и роботы

Кодировщики обеспечивают точную обратную связь по движению для приложений автоматизированной робототехники.

Автоматические роботы

Вырезать — по длине

Здесь энкодер генерирует фиксированное количество импульсов. Эти импульсы передаются на контроллер и определяют длину хода.

Округление

Выбор идеального кодировщика для вашего продукта имеет решающее значение. Вот почему необходимо понимать различия между четырьмя типами технологии энкодера и двигателями энкодера.

Конфигурация кодировщика

С изменением технологий убедитесь, что вы выбрали энкодер, который соответствует вашим требованиям к обратной связи по положению.

Что ж, на этом все, что вам нужно знать о кодировщиках, типах и различных приложениях, заканчивается. Если вам нужна дополнительная информация о кодировщике, свяжитесь с нами, и мы будем рады помочь.