Как измерить скорость или направление вращения двигателя?
Использование датчика эффекта Холла и тахометра - хороший вариант, но у него есть недостаток: он измеряет только скорость двигателя, а не направление его вращения.
Существуют ли другие методы измерения скорости и направления вращения?
Являясь профессиональным поставщиком оптических поворотных энкодеров в Китае, Lorentzzi Electric рекомендует двухканальный квадратурный оптический поворотный энкодер AB.
Итак, что же такое оптический поворотный энкодер? Как он работает?
В следующих разделах мы подробно расскажем о них изнутри.
Что такое оптический поворотный энкодер?
Проще говоря, оптический поворотный энкодер - это датчик фотоэлектрического типа, который обнаруживает вращательное движение, воспринимая световые импульсы, генерируемые кодовым диском при его вращении между источником света и детектором.
Он может измерять скорость, направление и угловое положение двигателя.
Оптические поворотные энкодеры часто устанавливаются в серводвигатели в качестве датчиков обратной связи для блока управления.
Как работает оптический поворотный энкодер?
Чтобы понять, как работает оптический поворотный энкодер, сначала нужно разобраться с его компонентами и составом.
На рисунке ниже показана структура оптического поворотного энкодера.
Как видно из приведенного выше изображения, оптический поворотный энкодер состоит из 7 основных компонентов: светоизлучающего диода, призмы, кодового диска, фотодатчика, источника питания, вращающегося вала и подшипников.
Принцип работы оптического поворотного энкодера заключается в следующем: При подаче питания на энкодер светоизлучающий диод (СИД) освещает фиксированную щель на кодовом диске через призму. Когда двигатель вращает кодирующее устройство, его прозрачные и непрозрачные секции попеременно пропускают и блокируют свет. Фотодиод (или фототранзистор), расположенный за кодовым диском, преобразует полученные световые импульсы в импульсы напряжения; когда непрозрачная полоса перекрывает щель, импульсы не генерируются. Подсчитывая количество импульсов в единицу времени, система может рассчитать скорость вращения двигателя.
Приведенное выше объяснение относится к одноканальным фотоэлектрическим энкодерам. Однако тот же принцип применим и к двухканальным энкодерам.
В двухканальном фотоэлектрическом кодере на одном и том же кодовом диске появляются две кодовые дорожки, расположенные под углом 90 градусов друг к другу.
Эти две кодовые дорожки обычно называют каналами A и B.
Измеряя, опережает или отстает импульс фазы А от импульса фазы В, можно определить, вращается ли двигатель вперед или назад.
Типы оптических поворотных энкодеров
Теперь давайте рассмотрим, сколько типов оптических поворотных энкодеров существует.
Оптические поворотные энкодеры можно разделить на два типа: Инкрементный оптический поворотный энкодер и абсолютный оптический поворотный энкодер.
Инкрементальные энкодеры являются самыми популярными оптическими энкодерами на рынке. Хотя их преимущество заключается в более доступной цене по сравнению с абсолютными энкодерами, они также имеют недостаток, заключающийся в потере сигналов положения при отказе источника питания, что требует установки нового нулевого положения.
Инкрементальные оптические поворотные энкодеры имеют два выходных формата: квадратура (цифровая квадратная волна) и синусоидальный (аналоговый синус/косинус), последний имеет более высокое разрешение и точность.
С другой стороны, оптические поворотные энкодеры можно разделить на тип цельного вала и тип полого вала.
Оптические и магнитные поворотные энкодеры
Существует еще один тип поворотных энкодеров - магнитные поворотные энкодеры.
В отличие от оптических энкодеров, магнитные поворотные энкодеры работают по принципу магнитоэлектрического преобразования.
Они состоят из диска с магнитным рисунком, установленного на вращающемся валу.
При вращении диска изменяется распределение магнитного поля вокруг него. Магнитный датчик (например, элемент Холла) фиксирует эти изменения поля и преобразует их в электрические сигналы.
Затем та же схема обработки генерирует выходной сигнал, представляющий информацию о вращении.
Теперь давайте рассмотрим различия между двумя типами поворотных энкодеров:
| Артикул | Оптический поворотный энкодер | Магнитный поворотный энкодер |
|---|---|---|
|
Принцип работы |
Используя принцип фотоэлектрического преобразования |
Используя принцип магнитоэлектрического преобразования |
|
Точность |
Высокий |
Относительно низкий |
|
Антиинтерференционная способность |
Относительно нечувствительны к электромагнитным помехам |
Относительно слабая устойчивость к сильным помехам магнитного поля |
|
Долговечность кодового диска |
Кодовый диск легко повредить при ударе, поэтому не стучите по нему во время использования. |
Внешние удары не повредят кодовый диск, но он подвержен влиянию магнитного поля. |
|
Сценарий применения |
Определение положения станков с ЧПУ, роботов и т.д. |
Определение скорости вращения автомобильного двигателя, определение некоторых вращающихся частей в промышленных автоматизированных производственных линиях. |
Заключение
В целом, оптические датчики вращения представляют собой датчики, основанные на фотоэлектрическом эффекте, и широко используются в электродвигателях в качестве датчиков обратной связи для блоков управления. Они позволяют очень точно контролировать скорость, угол поворота и направление.
Оптические поворотные энкодеры становятся все более популярными в автоматизированных системах управления.
Если вы хотите получить дополнительную информацию или узнать цены на инкрементальные оптические поворотные энкодеры, пожалуйста связаться с нами или отправьте запрос по адресу shonxu@lorentzzi.com. Наш торговый персонал ответит в течение 24 часов.
