Jak można zmierzyć prędkość lub kierunek obrotów silnika?
Użycie czujnika hallotronowego i tachometru jest dobrą opcją, ale ma pewną wadę: mierzy tylko prędkość silnika, a nie jego kierunek obrotów.
Czy istnieją inne metody pomiaru prędkości i kierunku obrotów?
Jako profesjonalny dostawca optycznych enkoderów obrotowych w Chinach, Lorentzzi Electric zaleca dwukanałowy kwadraturowy optyczny enkoder obrotowy AB.
Czym dokładnie jest optyczny enkoder obrotowy? Jak on działa?
W kolejnych sekcjach wyjaśnimy je szczegółowo, od środka na zewnątrz.
Czym jest optyczny enkoder obrotowy?
Mówiąc najprościej, optyczny enkoder obrotowy to czujnik fotoelektryczny, który wykrywa ruch obrotowy poprzez wykrywanie impulsów świetlnych generowanych przez tarczę kodową, gdy obraca się ona między źródłem światła a detektorem.
Może mierzyć prędkość, kierunek i położenie kątowe silnika.
Optyczne enkodery obrotowe są często instalowane w serwomotorach jako czujniki sprzężenia zwrotnego dla jednostki sterującej.
Jak działa optyczny enkoder obrotowy?
Aby zrozumieć, jak działa optyczny enkoder obrotowy, musimy najpierw zrozumieć jego komponenty i skład.
Poniższy rysunek przedstawia strukturę optycznego enkodera obrotowego.
Jak widać na powyższym obrazku, optyczny enkoder obrotowy składa się z 7 głównych elementów: diody elektroluminescencyjnej, pryzmatu, tarczy kodowej, fotosensora, zasilacza, wału obrotowego i łożysk.
Zasada działania optycznego enkodera obrotowego jest następująca: Po podłączeniu zasilania do enkodera dioda elektroluminescencyjna (LED) oświetla stałą szczelinę na tarczy kodowej przez pryzmat. Gdy silnik obraca enkoder, jego przezroczyste i nieprzezroczyste sekcje na przemian przepuszczają i blokują światło. Fotodioda (lub fototranzystor) znajdująca się za dyskiem kodowym przekształca odebrane impulsy świetlne w impulsy napięciowe; gdy nieprzezroczysty pasek blokuje szczelinę, impuls nie jest generowany. Zliczając liczbę impulsów na jednostkę czasu, system może obliczyć prędkość silnika.
Powyższe wyjaśnienie dotyczy jednokanałowych enkoderów fotoelektrycznych. Ta sama zasada dotyczy jednak również enkoderów dwukanałowych.
W dwukanałowym koderze fotoelektrycznym dwie ścieżki kodowe pojawiają się na tym samym dysku kodowym, oddalone od siebie o 90 stopni.
Te dwie ścieżki kodowe są zwykle określane jako kanały A i B.
Mierząc, czy impuls fazy A wyprzedza, czy opóźnia impuls fazy B, można określić, czy silnik obraca się do przodu, czy do tyłu.
Rodzaje optycznych enkoderów obrotowych
Przyjrzyjmy się teraz, ile jest rodzajów optycznych enkoderów obrotowych.
Optyczne enkodery obrotowe można podzielić na dwa typy: inkrementalny optyczny enkoder obrotowy oraz absolutny optyczny enkoder obrotowy.
Enkodery inkrementalne są najpopularniejszymi enkoderami optycznymi na rynku. Ich zaletą jest to, że są bardziej przystępne cenowo niż enkodery absolutne, ale ich wadą jest również utrata sygnałów pozycji w przypadku awarii zasilania, co wymaga ponownego ustawienia pozycji zerowej.
Inkrementalne optyczne enkodery obrotowe oferują dwa formaty wyjściowe: kwadratura (cyfrowa fala prostokątna) i sinusoidalny (analogowy sinus / cosinus), ten ostatni ma wyższą rozdzielczość i wyższą dokładność.
Z innych względów optyczne enkodery obrotowe można podzielić na wał pełny i wał drążony.
Optyczne i magnetyczne enkodery obrotowe
Istnieje jeszcze jeden typ enkodera obrotowego - magnetyczny enkoder obrotowy.
W przeciwieństwie do enkoderów optycznych, magnetyczne enkodery obrotowe działają na zasadzie konwersji magnetoelektrycznej.
Składają się one z dysku z wzorem magnetycznym zamontowanym na obracającym się wale.
Gdy dysk się obraca, zmienia się rozkład otaczającego go pola magnetycznego. Czujnik magnetyczny (taki jak element Halla) wykrywa te zmiany pola i przekształca je w sygnały elektryczne.
Ten sam układ przetwarzania generuje następnie sygnał wyjściowy reprezentujący informacje o rotacji.
Przyjrzyjmy się teraz różnicom między tymi dwoma typami enkoderów obrotowych:
| Pozycja | Optyczny enkoder obrotowy | Magnetyczny enkoder obrotowy |
|---|---|---|
|
Zasada działania |
Wykorzystanie zasady konwersji fotoelektrycznej |
Wykorzystując zasadę konwersji magnetoelektrycznej |
|
Dokładność |
Wysoki |
Stosunkowo niski |
|
Zdolność przeciwdziałania zakłóceniom |
Względna niewrażliwość na zakłócenia elektromagnetyczne |
Stosunkowo słaba odporność na silne zakłócenia pola magnetycznego |
|
Trwałość tarczy kodowej |
Dysk z kodem łatwo ulega uszkodzeniu po uderzeniu, dlatego nie należy uderzać w produkt podczas użytkowania. |
Zewnętrzne wstrząsy nie uszkodzą dysku kodowego, ale jest on podatny na zakłócenia pola magnetycznego |
|
Scenariusz zastosowania |
Wykrywanie położenia obrabiarek CNC i przegubów robotów itp. |
Wykrywanie prędkości obrotowej silnika samochodowego, wykrywanie niektórych części obrotowych na liniach produkcyjnych automatyki przemysłowej. |
Wnioski
Podsumowując, optyczne enkodery obrotowe są czujnikami opartymi na efekcie fotoelektrycznym i są szeroko stosowane w silnikach elektrycznych jako czujniki sprzężenia zwrotnego dla jednostek sterujących. Umożliwiają one bardzo precyzyjną kontrolę prędkości, kąta obrotu i kierunku.
Optyczne enkodery obrotowe stają się coraz bardziej popularne w zautomatyzowanych systemach sterowania.
Jeśli chcesz uzyskać więcej informacji lub zapytać o ceny optycznych enkoderów obrotowych, prosimy o kontakt. skontaktuj się z nami lub wysłać zapytanie na adres shonxu@lorentzzi.com. Nasz personel sprzedaży odpowie w ciągu 24 godzin.
