Comment mesurer la vitesse ou le sens de rotation d'un moteur ?
L'utilisation d'un capteur à effet Hall et d'un tachymètre est une bonne option, mais elle présente un inconvénient : elle ne mesure que la vitesse du moteur, et non son sens de rotation.
Existe-t-il d'autres méthodes pour mesurer à la fois la vitesse et le sens de rotation ?
En tant que fournisseur professionnel de codeurs rotatifs optiques en Chine, Lorentzzi Electric recommande le codeur rotatif optique à quadrature AB à deux canaux.
Qu'est-ce qu'un codeur rotatif optique ? Comment fonctionne-t-il ?
Dans les sections suivantes, nous les expliquons en détail, de l'intérieur à l'extérieur.
Qu'est-ce qu'un codeur rotatif optique ?
En termes simples, un codeur rotatif optique est un capteur de type photoélectrique qui détecte le mouvement de rotation en captant les impulsions lumineuses générées par un disque codé lorsqu'il tourne entre une source lumineuse et un détecteur.
Il peut mesurer la vitesse, la direction et la position angulaire d'un moteur.
Les codeurs rotatifs optiques sont souvent installés dans les servomoteurs en tant que capteurs de retour pour l'unité de commande.
Comment fonctionne un codeur rotatif optique ?
Pour comprendre le fonctionnement d'un codeur rotatif optique, il faut d'abord connaître ses composants et sa composition.
La figure ci-dessous montre la structure d'un codeur rotatif optique.
Comme le montre l'image ci-dessus, un codeur rotatif optique se compose de sept éléments principaux : une diode électroluminescente, un prisme, un disque de codage, un photocapteur, une alimentation électrique, un arbre rotatif et des roulements.
Le principe de fonctionnement d'un codeur rotatif optique est le suivant : Lorsque le codeur est alimenté, une diode électroluminescente (DEL) éclaire une fente fixe sur un disque de codage à travers un prisme. Lorsque le moteur fait tourner le codeur, ses parties transparentes et opaques transmettent et bloquent alternativement la lumière. Une photodiode (ou un phototransistor) située derrière le disque de codage convertit les impulsions lumineuses reçues en impulsions de tension ; lorsque la bande opaque bloque la fente, aucune impulsion n'est générée. En comptant le nombre d'impulsions par unité de temps, le système peut calculer la vitesse du moteur.
L'explication ci-dessus s'applique aux codeurs photoélectriques à un canal. Toutefois, le même principe s'applique également aux codeurs à deux canaux.
Dans un codeur photoélectrique à deux canaux, deux pistes de code apparaissent sur le même disque de code, à 90 degrés l'une de l'autre.
Ces deux pistes de code sont généralement appelées canaux A et B.
En mesurant si l'impulsion de la phase A précède ou retarde l'impulsion de la phase B, il est possible de déterminer si le moteur tourne en avant ou en arrière.
Types de codeurs rotatifs optiques
Voyons maintenant combien il existe de types de codeurs rotatifs optiques.
Les codeurs rotatifs optiques peuvent être divisés en deux types : codeur rotatif optique incrémental et codeur rotatif optique absolu.
Les codeurs incrémentaux sont les codeurs optiques les plus répandus sur le marché. S'ils présentent l'avantage d'être plus abordables que les codeurs absolus, ils ont aussi l'inconvénient de perdre les signaux de position en cas de coupure d'alimentation, ce qui nécessite une nouvelle position zéro.
Les codeurs rotatifs optiques incrémentaux offrent deux formats de sortie : quadrature (onde carrée numérique) et sinusoïdale (analogique sin/cosinus), cette dernière ayant une résolution et une précision plus élevées.
D'un autre point de vue, les codeurs rotatifs optiques peuvent être divisés en type d'arbre plein et type d'arbre creux.
Codeurs rotatifs optiques ou magnétiques
Il existe un autre type de codeur rotatif, le codeur rotatif magnétique.
Contrairement aux codeurs optiques, les codeurs rotatifs magnétiques fonctionnent selon le principe de la conversion magnétoélectrique.
Ils sont constitués d'un disque avec un motif magnétique monté sur un arbre rotatif.
Lorsque le disque tourne, la distribution du champ magnétique environnant change. Un capteur magnétique (tel qu'un élément Hall) détecte ces variations de champ et les convertit en signaux électriques.
Le même circuit de traitement génère ensuite un signal de sortie représentant les informations de rotation.
Voyons maintenant les différences entre les deux types de codeurs rotatifs :
| Objet | Codeur rotatif optique | Codeur rotatif magnétique |
|---|---|---|
Principe de fonctionnement |
En utilisant le principe de la conversion photoélectrique |
En utilisant le principe de la conversion magnétoélectrique |
Précision |
Haut |
Relativement faible |
Capacité anti-interférence |
Relativement insensible aux interférences électromagnétiques |
Résistance relativement faible aux interférences des champs magnétiques intenses |
Code durabilité du disque |
Le disque de codage est facilement endommagé par les chocs, il ne faut donc pas frapper le produit pendant son utilisation. |
Les chocs externes n'endommagent pas le disque de codage, mais il est sensible aux interférences du champ magnétique. |
Scénario d'application |
Détection de la position des machines-outils à commande numérique, des articulations de robots, etc. |
Détection de la vitesse du moteur automobile, détection de certaines pièces rotatives dans les lignes de production de l'automatisation industrielle. |
Conclusion
En résumé, les codeurs rotatifs optiques sont des capteurs basés sur l'effet photoélectrique et sont largement utilisés dans les moteurs électriques comme capteurs de retour pour les unités de contrôle. Ils permettent un contrôle très précis de la vitesse, de l'angle de rotation et de la direction.
Les codeurs rotatifs optiques sont de plus en plus utilisés dans les systèmes de contrôle automatisés.
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