1. Какво е енкодер
По време на експлоатацията наЧервячна скоростна кутия N20 DC моторПараметри като ток, скорост и относително положение на периферната посока на въртящия се вал се наблюдават в реално време, за да се определи състоянието на тялото на двигателя и тегленото оборудване, а освен това да се контролират работните условия на двигателя и оборудването в реално време, като по този начин се реализират много специфични функции, като например сервоуправление и регулиране на скоростта. Тук прилагането на енкодер като преден измервателен елемент не само значително опростява измервателната система, но е и прецизно, надеждно и мощно. Енкодерът е ротационен сензор, който преобразува физическите величини за положението и преместването на въртящите се части в серия от цифрови импулсни сигнали, които се събират и обработват от системата за управление, за да се издаде серия от команди за регулиране и промяна на работното състояние на оборудването. Ако енкодерът е комбиниран със зъбно колело или винт, той може да се използва и за измерване на положението и преместването на линейни движещи се части.
2, класификацията на енкодера
Основна класификация на енкодера:
Енкодерът е тясна комбинация от механично и електронно устройство за прецизно измерване, чрез което сигналът или данните се кодират и преобразуват, за да се комуникират, предават и съхраняват. Според различните си характеристики, енкодерите се класифицират, както следва:
● Кодов диск и кодова скала. Енкодерът, който преобразува линейното преместване в електрически сигнал, се нарича кодова скала, а този, който преобразува ъгловото преместване в телекомуникационно, е кодов диск.
● Инкрементални енкодери. Предоставя информация като позиция, ъгъл и брой завъртания и определя съответната скорост чрез броя импулси на завъртане.
● Абсолютен енкодер. Предоставя информация като позиция, ъгъл и брой завъртания в ъглови стъпки, като на всяка ъглова стъпка е присвоен уникален код.
● Хибриден абсолютен енкодер. Хибридният абсолютен енкодер извежда два набора информация: единият набор от информация се използва за откриване на позицията на полюса с функция за абсолютна информация, а другият набор е точно същият като изходната информация на инкременталния енкодер.
Енкодери, често използвани в двигатели:
●Инкрементален енкодер
Директно използване на принципа на фотоелектричното преобразуване за извеждане на три комплекта правоъгълни импулси A, B и Z. Фазовата разлика между двата комплекта импулси A и B е 90°, така че посоката на въртене може лесно да се прецени; Z фазата е един импулс на оборот и се използва за позициониране на референтна точка. Предимства: проста принципна конструкция, среден механичен живот може да бъде над десетки хиляди часове, силна способност за защита от смущения, висока надеждност и подходящ за предаване на дълги разстояния. Недостатъци: невъзможност за извеждане на информация за абсолютната позиция на въртене на вала.
● Абсолютен енкодер
В радиалната посока на кръглата кодова плоча на сензора има няколко концентрични кодови канала, като всеки канал е съставен от светлопропускащи и непропускащи сектори, като броят на съседни сектори на кодовите канали е двоен, а броят на кодовите канали на кодовата плоча е равен на броя на двоичните цифри. Когато кодовата плоча е в различни позиции, всеки фоточувствителен елемент се преобразува в сигнала на съответното ниво в зависимост от наличието на светлина или не, образувайки двоичното число.
Този тип енкодер се характеризира с факта, че не е необходим брояч и фиксиран цифров код, съответстващ на позицията, може да бъде прочетен във всяка позиция на ротационната ос. Очевидно е, че колкото повече кодови канали има, толкова по-висока е резолюцията, а за енкодер с N-битова двоична резолюция, кодовият диск трябва да има N кодови канала. В момента в Китай се предлагат 16-битови абсолютни енкодери.
3, принципът на работа на енкодера
Чрез фотоелектричен кодов диск с ос в центъра има кръгли и тъмни линии за надписване, върху които са разположени фотоелектрични предавателни и приемащи устройства за четене. Четири групи синусоидални сигнали са комбинирани в A, B, C и D. Всяка синусоида се различава с фазова разлика от 90 градуса (360 градуса спрямо периферната вълна), а сигналите C и D са обърнати и се наслагват върху фазите A и B, което може да подобри стабилизацията на сигнала; и за всяко завъртане се извежда друг Z-фазов импулс, който представлява нулева референтна позиция.
Тъй като двете фази А и В се различават с 90 градуса, може да се сравни дали фаза А е отпред или фаза В е отпред, за да се разпознае въртенето на енкодера напред и назад, а нулевият референтен бит на енкодера може да се получи чрез нулевия импулс. Материалите на кодовата плоча на енкодера са стъкло, метал, пластмаса. Стъклената кодова плоча се отлага върху стъклото с много тънка гравирана линия, нейната термична стабилност е добра, висока точност, металната кодова плоча преминава директно през нея и не е гравирана, не е крехка, но тъй като металът има определена дебелина, точността е ограничена, термичната ѝ стабилност е с порядък по-лоша от стъклото. Пластмасовата кодова плоча е икономична, цената е ниска, но точността, термичната стабилност и животът ѝ са лоши.
Разделителна способност - енкодерът, който определя броя на гравираните линии на 360 градуса завъртане, се нарича разделителна способност, известна още като индексиране на разделителната способност или директно броя на линиите, обикновено в диапазона от 5 до 10 000 линии на оборот.
4. Принцип на измерване на позицията и управление с обратна връзка
Енкодерите заемат изключително важно място в асансьорите, машинните инструменти, обработката на материали, системите за обратна връзка на двигателите, както и в измервателното и контролното оборудване. Енкодерът използва решетка и инфрачервен източник на светлина, за да преобразува оптичния сигнал в електрически сигнал на TTL (HTL) чрез приемник. Чрез анализ на честотата на TTL нивото и броя на високите нива, ъгълът на въртене и позицията на въртене на двигателя се отразяват визуално.
Тъй като ъгълът и позицията могат да бъдат точно измерени, енкодерът и инверторът могат да бъдат оформени в система за управление със затворен контур, за да направят управлението по-точно, поради което асансьорите, машинните инструменти и др. могат да се използват толкова прецизно.
5, Резюме
В обобщение, разбираме, че енкодерите се разделят на инкрементални и абсолютни според тяхната структура, като и двата преобразуват други сигнали, като например оптични сигнали, в електрически сигнали, които могат да бъдат анализирани и контролирани. Често срещаните асансьори и машинни инструменти в нашия живот се основават на прецизното регулиране на двигателя и чрез управление на електрическия сигнал с обратна връзка, енкодерът с инвертора също е естествен начин за постигане на прецизен контрол.
Време на публикуване: 20 юли 2023 г.