Nurga ja sirgjoonelise liikumise tuvastamine on elektroonikavabriku masinate juhtimise põhifunktsioon. Nende masinate mikroarvutid vajavad sageli teavet võlli või telje asukoha, pöörlemissuuna ja pöörlemiskiiruse kohta, mis tuleb muuta digitaalseks vormiks. Optilised kooderid on elektromehaanilised seadmed, mida kasutatakse kas nurga- või lineaarpositsioonide mõõtmiseks. Neid, mida kasutatakse nurga tuvastamiseks, nimetatakse tavaliselt pöörlevateks või võlli kooderiteks. Neid kasutatakse üha enam paljude töökohtade jaoks tarbe- ja tööstusseadmetes. Pöördkooderid või võlli kooderid võivad põhimõtteliselt olla absoluutsed või astmelised. Absoluutne kooder annab asukohateabe toite kadumise korral, samas kui inkrementaalset kooderit kasutatakse juhul, kui on vaja teavet kiiruse ja suuna kohta. Mõlemat saab kasutada nii nurga kui ka lineaarse nihkega, kuid need töötavad erinevalt. Vaatame üksikasjalikult, kuidas need erinevad üksteisest.

Mis on absoluutkooder?

Absoluutsel kooderil on iga võlli asendi jaoks kordumatu kood, mis tähistab kooderi absoluutset positsiooni. See pakub otse digitaalset väljundit, mis tähistab absoluutset nihet. Tegeliku asukoha väärtust mõõdetakse kohe süsteemi sisselülitamisel. Seega ei vaja absoluutkooder loendurit, kuna mõõdetud väärtus tuletatakse otse astmelisusest. See annab digitaalse väljundi, mis vastab otse positsioonile. Iga bitipositsioon kodeeritakse eraldi läbi spetsiaalse LED-paari. Iga kood tähistab võlli absoluutset nurgaasendit pöörlemisel. Absoluutse kooderi ketas kasutab halli koodi, milles üks bit korraga muutub, mis vähendab kooderi kommunikatsioonivigu. Neid saab jagada ühe pöörde ja mitme pöörde kodeerijateks.

Mis on inkrementaalkooder?

Inkrementaalkooder on elektromehaaniline seade, mis muudab võlli nurgaasendi digitaalseks või impulsssignaaliks. See genereerib teatud arvu impulsse pöörde kohta, andes impulsi iga pöördele vastava sammu kohta. Selle abil saab mõõta positsiooni muutust, mitte absoluutset positsiooni. Seetõttu ei saa ta täpsustada positsiooni teadaoleva viite suhtes. Genereeritud impulsside arv on võrdeline võlli nurgaasendiga. Inkrementaalkoodereid kasutatakse rakendustes, kus on vaja teavet kiiruse või kiiruse ja suuna kohta. Iga kord, kui seade sisse või sisse lülitatakse, hakkab see loendama nulli ja see genereerib väljundsignaali iga võlli liikumisel. Inkrementaalkooderite tüübid võib-olla veelgi jaotada kvadratuurkooderiteks ja tahhomeetriteks.

Absoluut- ja inkrementaalkoodrite erinevus

Absoluutsed vs inkrementaalkooderid

 - mõlemad on elektromehaanilised seadmed, mida kasutatakse võlli nurga- või lineaarpositsiooni mõõtmiseks ja digitaalseks või impulsssignaaliks muundamiseks. Absoluutsel kooderil on iga võlli asendi jaoks kordumatu kood, mis tähistab kooderi absoluutset positsiooni, samas kui inkrementaalne kooder genereerib väljundsignaali iga kord, kui võll pöörleb teatud nurga all ja genereeritud impulsside arv on võrdeline nurgaasendiga. võlli. Inkrementaalkooder võib mõõta positsiooni muutust, mitte absoluutset positsiooni.

Absoluut- ja inkrementaalkoodrite tööpõhimõte

 - Absoluutne kooder koosneb binaarsest kodeeritud kettast, mis on kinnitatud võlli külge nii, et see pöörleb koos võlliga. Tänu mitmetele väljundkanalitele kirjeldatakse iga võlli nurgaasendit oma kordumatu koodiga. Kanalite arv suureneb, kui vajalik eraldusvõime suureneb. Erinevalt inkrementaalkooderist ei ole see loendusseade, mis energia kaotamise korral asukohateavet ei kaota. Inkrementaalne kooder seevastu annab väljundsignaali võlli nurgaasendi antud juurdekasvu jaoks, mis määratakse kindlaks väljundimpulsside loendamisega võrdluspunkti suhtes.

Kulutasuvus

- Kodeerija ketta maatriks on keerulisem ja kuna vajatakse rohkem valguseandureid, maksab absoluutne kooder tavaliselt kaks korda rohkem kui inkrementaalkoodrid. Eraldusvõime on piiratud kodeerija ketta radade arvuga, nii et peenemate eraldusvõimete saamine ilma täiendavate palade lisamiseta läheb kallimaks. Inkrementaalkooderid, vastupidi, on vähem keerulised kui nende absoluutsed analoogid, seega tavaliselt odavamad.

Stabiilsus

- Absoluutsed kooderid võivad pakkuda paremat jõudlust, täpseid tulemusi ja madalamaid üldkulusid. Tänu võimele pakkuda absoluutnurga näitu, isegi kui mõni näit jääb vahele, ei mõjuta see järgmist lugemist. Konkreetne lugemine ei sõltu eelmise lugemise täpsusest. Inkrementaalne kooder seevastu peab kogu seadme töö ajal sisse lülitama. Iga kord, kui toide kaob, tuleb näitu uuesti initsialiseerida või süsteem näitab viga. See aeglustab süsteemi jõudlust. Absoluutsed kooderid ei kaota elektrikatkestuse korral asukohateavet.

Absoluutne ja inkrementaalkooder: võrdlusdiagramm

Absoluutsete ja inkrementaalkooderite kokkuvõte

Lühidalt - inkrementaalkooder peab kogu seadme töötamise ajal olema toide. Elektrikatkestuse korral tuleb näit uuesti initsialiseerida või süsteem toob kaasa tõrke. Absoluutne kodeerija, vastupidi, vajab toidet ainult siis, kui võetakse näit ja tänu oma võimele anda absoluutnurga näitu on konkreetne näit eelmise lugemise täpsusest sõltumatu. Kuid ketta koodmaatriks absoluutses kooderis on keerukam, seega maksab see tavaliselt kaks korda rohkem kui inkrementaalkooder, mis teisest küljest on vähem keeruline, seega maksab vähem.

Viited

  • de Silva, Clarence W. Andurisüsteemid: alused ja rakendused. Boca Raton, Florida: CRC Press, 2016. Trükk
  • Webster, John G. ja Halif Eren. Mõõte-, mõõte- ja andurite käsiraamat (kahemahuline komplekt). Boca Raton, Florida: CRC Press, 2018. Trükk
  • Padmanabhan, Tattamangalam. Tööstuslikud instrumendid: põhimõtted ja kujundus. Berliin, Saksamaa: Springer, 1999. Trükk
  • Gieras, Jacek F. Püsimagnetiliste mootoritehnoloogia (2. trükk). Boca Raton, Florida: CRC Press, 2002. Trükk
  • Kujutise krediit: https://en.wikipedia.org/wiki/Rotary_encoder#/media/File:ROD420_HEIDENHAIN.jpg
  • Kujutise krediit: https://en.wikipedia.org/wiki/Rotary_encoder#/media/File:Encoder_incremental_Dynapar_B58N.jpg