Pengekod — Penderia sudut putar

Kedudukan dalam pelbagai jenis peralatan industri disediakan menggunakan peranti yang kelihatan ringkas — pengekod (atau dengan kata lain, penderia sudut).

Pengekod digunakan untuk menukar gerakan linear atau berputar kepada isyarat digital binari. Pengekod ialah peranti yang acinya disambungkan ke aci berputar objek yang dikaji dan menyediakan kawalan elektronik ke atas sudut putaran yang terakhir. Mengikut prinsip operasi, pengekod dibahagikan kepada optik dan magnetik.

Pada aci pengekod optik terdapat cakera dengan tingkap terputus-putus di sekeliling perimeter, yang menentangnya terdapat LED dan fototransistor, yang memastikan pembentukan isyarat keluaran dalam bentuk kereta api nadi segi empat tepat dengan frekuensi yang berkadar dengan kedua-dua bilangan tingkap dan kelajuan putaran cakera / aci. Bilangan denyutan menunjukkan sudut putaran.

Pengekod optik tersedia sebagai pengekod tambahan dan mutlak.

Pengekod tambahan mempunyai cakera terputus-putus dengan banyak tingkap yang sama saiz dengan jejari asas dan dua bacaan optocoupler, yang membolehkan anda menetapkan kedua-dua sudut putaran dan arah putaran aci.Pada jejari tambahan cakera terdapat tetingkap rehat tunggal dan optocoupler yang sepadan yang menentukan kedudukan permulaan (rumah).

Tork Negatif - Pengekod tambahan menyediakan bacaan relatif sudut putaran, maklumat mengenainya tidak disimpan apabila putaran dihentikan. Kelebihan mereka termasuk kesederhanaan reka bentuk (dan, dengan itu, kos rendah) pada resolusi tinggi dan frekuensi operasi yang tinggi.

Pengekod tambahan dengan peningkatan ketahanan tertumpu pada aplikasi perindustrian - dalam kejuruteraan mekanikal, kilang rolling, pembinaan kapal, tekstil, kasut, kerja kayu. Untuk pengekod sedemikian, parameter penentu adalah resolusi dalam sudut putaran, keupayaan untuk bekerja pada frekuensi tinggi, tahap perlindungan yang tinggi untuk menahan keadaan persekitaran yang keras.

Cakera dengan garisan atau takuk yang mengganggu pancaran cahaya ke sensor optik. Litar elektronik merasakan rasuk putus dan menghasilkan denyutan output digital daripada pengekod.

Cakera pengekodan — peranti untuk menukar anjakan sudut aci ke dalam bentuk digital. Imej geometri kod digital digunakan pada cakera pengekodan. Simbol bit kod digunakan pada trek sepusat, dan bit paling tidak ketara (kurang signifikan) terletak lebih dekat dengan pinggir.

Bergantung pada kaedah membaca kod (sentuhan, fotoelektrik, elektromagnet, aruhan, elektrostatik, dll.), imej geometri kod terdiri daripada konduktif elektrik dan berpenebat elektrik, telus dan legap, magnet dan bukan magnet, dsb.

Yang paling meluas ialah pengekodan cakera dengan jenis kod binari, yang mengecualikan berlakunya ralat apabila melintasi sempadan bahagian diskret yang berasingan, apabila beberapa bit boleh dibaca pada satu sisi sempadan, dan beberapa di sebelah yang lain (disebabkan pemasangan yang tidak tepat peranti boleh tanggal atau disebabkan kod baca bukan serentak semasa cakera berputar Kod ini termasuk apa yang dipanggil kod Fau (kod Barker) dan kod Refleks (kod Kelabu).

Sesetengah pengekod berputar optik menggunakan cakera pengekod reflektif. Cakera ini mempunyai bahagian berselang-seli yang menyerap atau memantulkan cahaya, dan sumber cahaya bersama dengan penerima terletak pada satu sisi cakera. Jika terdapat hanya satu sumber cahaya dan penerima, urutan denyutan daripada sensor membolehkan anda mengetahui berapa banyak langkah cakera telah diputar berbanding kedudukan sebelumnya.

Sensor tidak boleh memberitahu arah putaran, tetapi jika anda menambah pasangan sumber-ke-penerima kedua, 90 daripada fasa daripada yang pertama, maka mikropengawal akan dapat menentukan arah putaran cakera dengan perbezaan fasa antara nadi melatih.

Perlu diingat bahawa mana-mana sistem yang mengesan putaran relatif cakera tetapi tidak dapat mengukur kedudukan sudut mutlaknya ialah pengekod tambahan.

Pengekod mutlak mempunyai cakera terputus dengan tingkap sepusat jejari berbeza yang saiz relatifnya ditentukan oleh kod binari dan dibaca serentak, memberikan isyarat keluaran berkod untuk setiap kedudukan sudut (Kod kelabu, kod binari...).

Dalam kes ini, adalah mungkin untuk mendapatkan data mengenai kedudukan segera aci tanpa pembilang digital atau kembali ke kedudukan awal, kerana output mempunyai perkataan berkod — «n bit», dilindungi daripada bunyi elektrik.

Pengekod mutlak digunakan dalam aplikasi yang memerlukan penyimpanan data input untuk masa yang lama, tetapi ia lebih kompleks dalam reka bentuk dan lebih mahal.

Pengekod mutlak dengan antara muka bas medan mempunyai antara muka keluaran untuk komunikasi bas medan selaras dengan piawaian CANopen, ProfiBus, DeviceNet, Ethernet, InterBus dan menggunakan kod binari untuk menentukan sudut putaran. Antara muka komunikasi di atas boleh diprogramkan mengikut beberapa parameter: cth arah putaran, resolusi nadi setiap pusingan, kadar baud.

Pengekod yang dipasang pada aci motor dengan berkesan memberikan kawalan kedudukan yang tepat. Pengekod sedemikian biasanya dihasilkan dalam versi «lubang» dan gandingan khas adalah elemen penting dalam reka bentuk mereka, yang membolehkan untuk mengimbangi tindak balas aci motor.

Kedudukan di bawah keadaan di atas paling berkesan menyediakan pengekod magnet, di mana penukaran anjakan sudut aci ke isyarat elektronik dilakukan secara tidak bersentuhan berdasarkan kesan Hall, tidak berkaitan dengan putaran pencincang optik di dalam. sensor dan membenarkan pemprosesan isyarat dengan kelajuan sehingga 60,000 rpm.

Dalam pengekod magnet, putaran berkelajuan tinggi bagi aci luaran, di mana magnet silinder kekal dipasang, dirasai oleh penderia Hall yang digabungkan pada kristal semikonduktor tunggal dengan pengawal pemprosesan isyarat.

Apabila kutub magnet kekal berputar di atas litar mikro dengan Sensor dewan vektor aruhan magnet berubah-ubah mendorong voltan Hall, yang mengandungi maklumat tentang nilai serta-merta sudut putaran aci. Mikropengawal menyediakan penukaran pantas voltan Hall kepada parameter sudut kedudukan.

Kemungkinan penukaran sedemikian tanpa sambungan mekanikal langsung magnet dan elemen sensor Hall adalah kelebihan utama pengekod magnet, memberikan mereka kebolehpercayaan dan ketahanan yang tinggi dan membolehkan mereka berfungsi dengan cekap dalam aplikasi berkelajuan tinggi yang berkaitan dengan automasi industri, percetakan, kerja logam , Alatan mengukur dan Mengukur.