Enkodery obrotowe

Potrzeba precyzyjnego określenia położenia kątowego (pozycjonowania) elementu podlegającego ruchowi obrotowemu, a także wymóg dokładnego pomiaru jego prędkości obrotowej, występuje w urządzeniach i układach napędowych maszyn wielu gałęzi przemysłu. Przykładem mogą być maszyny do obróbki skrawaniem, urządzenia dźwigowe i roboty przemysłowe. Niezwykle szybki rozwój elektroniki wymusza opracowanie i produkcję coraz bardziej dokładnych i niezawodnych enkoderów obrotowych (zwanych również przetwornikami).

Enkodery obrotowe – typy i przykładowe rozwiązania

enkodery optoelektroniczne
Część pomiarowa enkoderów optoelektronicznych składa się z: tarczy podziałowej, nadajnika, wiązki świetlnej oraz fotodetektora. Rozdzielczość przetworników optoelektronicznych określona jest przez tarczę podziałową. Tarcza ta w zależności od rozdzielczości przetwornika jest podzielona na określoną liczbę pól ciemnych i jasnych, które są oświetlane przez specjalizowany układ optyczny. Układ ten złożony jest z diody LED i maski dopasowującej strumień światła do fotoelementu. Element światłoczuły odbiera impulsy świetlne przechodzące przez tarczę podziałową i przetwarza je na impulsy elektryczne, które są wzmacniane i przekształcane na sinusoidalne sygnały wyjściowe. Wadą takiego formatu wyjścia jest ograniczenie przesyłania danych do ok. 3 metrów. Z tego względu sygnał wyjściowy przekształca się najczęściej na przebieg prostokątny, mniej podatny na zakłócenia.
Rozróżnia się dwa podstawowe typy enkoderów, które działają według odmiennych zasad – enkodery inkrementalne (impulsowe) i absolutne.

Enkodery inkrementalne przeznaczone są do pomiaru przemieszczeń kątowych, zarówno do pomiaru kąta, jak i prędkości kątowych. Przetworniki te umożliwiają określenie pozycji względnej przez zliczanie impulsów. Mogą też rozpoznawać kierunek ruchu dzięki przesunięciu fazowemu o 90° – między kanałami A i B. Oznacza to, że w przypadku ruchu zgodnie z kierunkiem wskazówek zegara, kanał B jest opóźniony w stosunku do kanału A o 90°. W przeciwnym razie kanał B wyprzedza kanał A o tę samą wartość. Znajomość tej zależności umożliwia określenie kierunku obrotu wałka enkodera. Dodatkowo stosuje się 2 linie z kanałami A i B zanegowanymi oraz 2 wyjścia referencyjne. Gdy enkoder przechodzi przez jedną ustaloną pozycję na obrocie, na wyjściach referencyjnych pojawia się sygnał wysoki. Na tej podstawie można zliczać liczbę pełnych obrotów. Kanał zerowy Z oznacza po każdym pełnym obrocie pozycję absolutną, która może służyć do rozpoznawania poprawności przychodzących impulsów i wyznaczania pozycji zerowej. Rozdzielczość określana jest przez liczbę kresek na tarczy podziałowej przetwornika (działek), co odpowiada liczbie okresów z jednego kanału. Liczba impulsów zliczana w liczniku kwadraturowym jest 4-krotnie większa od liczby działek, co wynika z budowy przetwornika.

<< Początek < Poprzedni 1 2 3 Dalej > Ostatnie >>