1. Che cos'è un codificatore?
Durante il funzionamento di unRiduttore a vite senza fine N20 Motore a corrente continuaParametri quali corrente, velocità e posizione relativa della direzione circonferenziale dell'albero rotante vengono monitorati in tempo reale per determinare lo stato del corpo motore e dell'attrezzatura trainata, e inoltre per controllare le condizioni operative del motore e dell'attrezzatura in tempo reale, realizzando così molte funzioni specifiche come la servoregolazione e la regolazione della velocità. In questo caso, l'applicazione di un encoder come elemento di misura frontale non solo semplifica notevolmente il sistema di misura, ma risulta anche precisa, affidabile e potente. L'encoder è un sensore rotativo che converte le grandezze fisiche di posizione e spostamento delle parti rotanti in una serie di segnali digitali a impulsi, che vengono raccolti ed elaborati dal sistema di controllo per emettere una serie di comandi per regolare e modificare lo stato operativo dell'attrezzatura. Se l'encoder è combinato con una barra dentata o una vite senza fine, può essere utilizzato anche per misurare la posizione e lo spostamento di parti mobili lineari.
2, la classificazione dell'encoder
Classificazione di base dell'encoder:
Un encoder è una combinazione meccanica ed elettronica di un dispositivo di misura di precisione, il cui scopo è la codifica, la conversione e la memorizzazione del segnale o dei dati. In base alle diverse caratteristiche, gli encoder sono classificati come segue:
● Disco di codice e scala di codice. Il codificatore che converte lo spostamento lineare in segnale elettrico è chiamato scala di codice, mentre quello che converte lo spostamento angolare in segnale di telecomunicazione è il disco di codice.
● Encoder incrementali. Forniscono informazioni come posizione, angolo e numero di giri, e definiscono la rispettiva velocità in base al numero di impulsi per giro.
● Encoder assoluto. Fornisce informazioni come posizione, angolo e numero di giri in incrementi angolari, e a ogni incremento angolare viene assegnato un codice univoco.
● Encoder assoluto ibrido. L'encoder assoluto ibrido fornisce due set di informazioni: un set di informazioni viene utilizzato per rilevare la posizione dei poli con la funzione di informazione assoluta, e l'altro set è esattamente uguale alle informazioni in uscita dell'encoder incrementale.
Encoder comunemente utilizzati nei motori:
●Encoder incrementale
Utilizzo diretto del principio di conversione fotoelettrica per emettere tre serie di impulsi a onda quadra A, B e Z. La differenza di fase tra le due serie di impulsi A e B è di 90°, in modo da poter valutare facilmente il senso di rotazione; la fase Z è un impulso per giro e viene utilizzata per il posizionamento del punto di riferimento. Vantaggi: principio di costruzione semplice, vita meccanica media superiore a decine di migliaia di ore, forte capacità anti-interferenza, elevata affidabilità e adatto alla trasmissione a lunga distanza. Svantaggi: impossibile emettere informazioni sulla posizione assoluta della rotazione dell'albero.
● Encoder assoluto
Sulla piastra di codifica circolare del sensore sono presenti diversi canali di codifica concentrici lungo la direzione radiale, ciascuno dei quali è composto da settori fototrasmittenti e non fototrasmittenti. Il numero di settori dei canali di codifica adiacenti è doppio, mentre il numero di canali di codifica sulla piastra di codifica è pari al numero di cifre binarie. Quando la piastra di codifica si trova in posizioni diverse, ciascun elemento fotosensibile viene convertito nel segnale di livello corrispondente, a seconda della presenza o meno di luce, formando il numero binario.
Questo tipo di encoder è caratterizzato dal fatto che non richiede un contatore e che un codice digitale fisso corrispondente alla posizione può essere letto in qualsiasi posizione dell'asse rotante. Ovviamente, maggiore è il numero di canali di codice, maggiore è la risoluzione e, per un encoder con risoluzione binaria a N bit, il disco di codice deve avere N canali di codice. Attualmente, in Cina sono disponibili encoder assoluti a 16 bit.
3, il principio di funzionamento dell'encoder
Tramite un disco di codice fotoelettrico con asse al centro, sono presenti linee di passaggio circolari e di iscrizione scura, e sono presenti dispositivi fotoelettrici di trasmissione e ricezione per la lettura, e quattro gruppi di segnali sinusoidali vengono combinati in A, B, C e D. Ogni onda sinusoidale differisce di 90 gradi di differenza di fase (360 gradi rispetto a un'onda circonferenziale), e i segnali C e D vengono invertiti e sovrapposti alle fasi A e B, il che può migliorare la stabilità del segnale; e un altro impulso di fase Z viene emesso per ogni rivoluzione per rappresentare la posizione di riferimento zero.
Poiché le due fasi A e B differiscono di 90 gradi, è possibile confrontare se la fase A è anteriore o la fase B è anteriore per distinguere la rotazione avanti e indietro dell'encoder e il bit di riferimento zero dell'encoder può essere ottenuto tramite l'impulso zero. I materiali della piastra di codice dell'encoder sono vetro, metallo, plastica, la piastra di codice in vetro è depositata sul vetro con una linea incisa molto sottile, la sua stabilità termica è buona, alta precisione, la piastra di codice in metallo passa direttamente e non la linea incisa, non è fragile, ma poiché il metallo ha un certo spessore, la precisione è limitata, la sua stabilità termica è di un ordine di grandezza peggiore rispetto al vetro, la piastra di codice in plastica è economica, il suo costo è basso, ma la precisione, la stabilità termica e la durata sono scarse.
Risoluzione: l'encoder fornisce il numero di linee passanti o scure incise per 360 gradi di rotazione, chiamata risoluzione, nota anche come indicizzazione della risoluzione, o direttamente il numero di linee, generalmente in un intervallo di indicizzazione di 5 ~ 10000 linee per rivoluzione.
4, Principio di misurazione della posizione e controllo del feedback
Gli encoder occupano un posto di fondamentale importanza negli ascensori, nelle macchine utensili, nella lavorazione dei materiali, nei sistemi di feedback dei motori, nonché nelle apparecchiature di misura e controllo. L'encoder utilizza un reticolo e una sorgente di luce infrarossa per convertire il segnale ottico in un segnale elettrico TTL (HTL) attraverso un ricevitore. Analizzando la frequenza del livello TTL e il numero di livelli alti, l'angolo di rotazione e la posizione di rotazione del motore vengono visualizzati visivamente.
Poiché l'angolo e la posizione possono essere misurati con precisione, l'encoder e l'inverter possono essere integrati in un sistema di controllo a circuito chiuso per rendere il controllo più accurato, ed è per questo che ascensori, macchine utensili, ecc. possono essere utilizzati con tanta precisione.
5. Riepilogo
In sintesi, sappiamo che gli encoder si dividono in incrementali e assoluti in base alla loro struttura, ed entrambi convertono altri segnali, come quelli ottici, in segnali elettrici che possono essere analizzati e controllati. Gli ascensori e le macchine utensili più comuni si basano sulla regolazione precisa del motore e, attraverso il controllo a circuito chiuso con retroazione del segnale elettrico, l'encoder con inverter rappresenta un modo naturale per ottenere un controllo preciso.
Data di pubblicazione: 20-lug-2023