В области управления движением и робототехники очень важно знать положение и скорость движущихся объектов. Одним из устройств, позволяющих это сделать, является квадратурный энкодер. Эта статья посвящена тонкостям квадратурных энкодеров, объясняет их функциональность, области применения и критерии выбора.
Оглавление
Что такое квадратурный энкодер?
Квадратурный энкодер также называют оптическим инкрементальным энкодером с двухканальным выходом AB. Фазовый сигнал A и фазовый сигнал B находятся на расстоянии 90 градусов друг от друга. Поэтому по последовательности фаз A и B можно судить о направлении вращения объекта. Если фаза A опережает фазу B на 90 градусов, объект вращается вперед. Если фаза B опережает фазу A на 90 градусов, объект вращается в противоположном направлении. Кроме того, скорость или угол можно рассчитать, считав количество импульсов A или B. Большинство квадратурных энкодеров также имеют фазу Z, также известную как индексный сигнал. Считывая значение фазы Z, можно рассчитать количество оборотов объекта.
Как работает квадратурный энкодер?
Чтобы узнать, как работает квадратурный энкодер, прежде всего необходимо знать его структуру. Все мы знаем, что "Структура определяет свойства, свойства определяют использование". По своей сути квадратурный энкодер состоит из вращающегося диска, фоточувствительного датчика и выходной схемы. Диск, закрепленный на вращающемся валу, имеет ряд равномерно расположенных прорезей или меток. При вращении диска датчик обнаруживает эти метки и вырабатывает электрические импульсы. Его выходные сигналы против и по часовой стрелке выглядят следующим образом:
Как и когда использовать квадратурный энкодер?
В сценариях, где требуется точная обратная связь по перемещению, квадратурные энкодеры играют неоценимую роль. Некоторые распространенные области применения включают:
– Робототехника: используется для определения положения и скорости колес или рук робота.
– Станки с ЧПУ: Знайте, где находятся инструмент и заготовка.
– Система конвейерных лент: контролирует скорость и положение изделий на конвейерной ленте.
При использовании квадратурного энкодера необходимо убедиться, что система способна выдержать количество генерируемых импульсов, особенно на высоких скоростях. Кроме того, энкодер должен быть правильно установлен, чтобы исключить возможность искажения показаний из-за вибрации или несоосности.
Как добиться более высокого разрешения с помощью квадратурных энкодеров?
Разрешение энкодера означает количество импульсов, генерируемых им за один оборот. Энкодеры с более высоким разрешением обеспечивают большее количество импульсов, что означает более точную обратную связь по положению.
Для более высокого разрешения:
Увеличьте количество канавок или меток на диске: больше меток - больше импульсов на оборот.
Использование технологии декодирования: Анализируя нарастающие и спадающие фронты обоих каналов, можно эффективно увеличить разрешение в четыре раза.
Как выбрать квадратурный энкодер?
Выбор ортогонального кодера состоит из нескольких этапов:
- Тип подшипника. Ортогональные энкодеры делятся на энкодеры со сплошным и полым валом. Необходимо выбрать подходящий энкодер в соответствии с реальным сценарием использования. При установке энкодера со сплошным валом необходимо использовать втулку вала, а энкодер с полым валом более удобен в установке. Чтобы узнать больше о различиях между ними, вы можете посетить эту статью.3 больших различия между энкодерами с полым и сплошным валом.
- Определите внешний диаметр квадратурного энкодера. Чем больше внешний диаметр, тем больше диаметр вала полого или сплошного вала. Кроме того, чем больше внешний диаметр, тем больше внутренний кодовый диск и тем выше разрешение.
- Определите диаметр вала энкодера. Размеры подшипников ротора, соответствующих двигателям с разной мощностью, также будут отличаться. Для получения более подробной информации см. следующие размеры подшипников для различных двигателей, представленных на рынке:
| Размер двигателя | Диаметр вала (мм) |
|---|---|
|
Маленькие двигатели |
2 мм, 3 мм, 4 мм, 5 мм, 6 мм
|
|
Средние двигатели |
8 мм, 10 мм, 12 мм, 14 мм, 16 мм |
|
Большие двигатели |
20 мм, 25 мм, 30 мм, 35 мм, 40 мм |
|
Промышленные двигатели |
45 мм, 50 мм, 55 мм, 60 мм, 70 мм |
|
Очень большие двигатели |
80 мм, 90 мм, 100 мм, 120 мм, 150 мм |
- Определите разрешение. Чем выше разрешение, тем точнее будут измеренные данные. Разумеется, чем выше разрешение, тем дороже будет кодер. Максимальное разрешение ортогонального энкодера Lornentzzi может достигать 5400 ппр.
- Определите выход. Выход квадратурного энкодера может быть 3-фазным комплементарным выходом, выходом с открытым коллектором или выходом напряжения, или 6-фазным push-pull выходом с обратным сигналом, выходом длинной линии. Энкодер с 6-фазным выходом обладает более высокой способностью защиты от помех и большим расстоянием передачи.
- Определите рабочее напряжение. Рабочее напряжение инкрементального энкодера может составлять 5 В постоянного тока или 8-30 В постоянного тока. В практических приложениях необходимо учитывать рабочее напряжение, которое может быть подано на энкодер.
- Способ вывода энкодера. Кабельный вывод энкодера Lorentzzi может быть боковым или задним, а способ соединения провода с энкодером может быть авиационным или обычным. Энкодер с авиационным штекером обладает лучшими водонепроницаемыми характеристиками и более прочным соединением.
Заключение
Зная все тонкости квадратурных энкодеров, объясняя их функциональность, области применения и критерии выбора, мы гарантируем, что вы получили полное представление о квадратурном энкодере, если у вас остались вопросы, пожалуйста, оставьте комментарий ниже. Наш отдел продаж поможет вам решить проблемы.
