Інкрементний кодер — це пристрій кодування, який перетворює кутовий рух або положення вала в аналоговий або цифровий код для визначення положення або руху. Інкрементні кодери є одними з найбільш часто використовуваних ротаційних кодерів. Інкрементні кодери можна використовувати для позиціонування та зворотного зв’язку швидкості двигуна, включаючи серво/легкі, промислові та важкі програми. Інкрементні кодери забезпечують чудовий зворотний зв’язок за швидкістю та відстанню, а оскільки задіяно небагато датчиків, система проста та недорога. Інкрементні кодери обмежені наданням інформації про зміни, тому для обчислення руху кодувальникам потрібен довідковий пристрій.
1. Як працюють інкрементні кодери? Як працюють інкрементальні кодери!
Інкрементні кодери забезпечують задану кількість імпульсів протягом одного оберту кодера. На виході може бути один рядок імпульсів (канал "A") або два рядки імпульсів (канали "A" і "B"), які зміщені для визначення обертання. Ця фаза між двома сигналами називається квадратурою. У інкрементних оптичних кодувальниках типова збірка складається з вузла шпинделя, друкованої плати та кришки. Плата містить набір датчиків, які створюють лише два основні сигнали для позиції та швидкості.
За допомогою інкрементних оптичних кодерів оптичний датчик виявляє світло, коли воно проходить через маркований диск. Диск рухається, коли обертається вузол шпинделя, а інформація перетворюється в імпульси друкованою платою. Для інкрементних магнітних кодерів оптичний датчик замінюється магнітним датчиком, а обертовий диск містить серію магнітних полюсів.
За бажанням можна надати додаткові сигнали:
Канал індексу або «Z» може надаватися як сигнал імпульсу на оборот для перевірки наведення та підрахунку імпульсів на каналах A та/або B. Цей індекс може бути стробованим у різних станах A або B. Він також може бути нестробованим і мати різну ширину. Деякі кодери також можуть забезпечувати канали комутації (U, V, W). Ці сигнали узгоджуються з комутаційними обмотками серводвигуна. Вони також гарантують, що драйвери або підсилювачі цих двигунів подають струм до кожної обмотки в правильному порядку та на правильному рівні.
2. Які продукти інкрементальний поворотний енкодер може замінити один одного?
У той час як інкрементні кодери зазвичай використовуються в багатьох програмах із зворотним зв’язком, резольвери та абсолютні кодери пропонують альтернативи залежно від вимог програми та середовища.
* Інкрементний кодувальник і аналізатор
Резолвери — це електромеханічні попередники кодерів, засновані на технології часів Другої світової війни. Струм створює магнітне поле вздовж центральної обмотки. Є дві взаємно перпендикулярні обмотки. Одна обмотка закріплена на місці, а інша рухається під час руху об’єкта. Зміни сили та положення двох взаємодіючих магнітних полів дозволяють резольверу визначати рух об’єкта.
Простота конструкції резольвера дозволяє йому надійно працювати навіть в екстремальних умовах, від гарячих і низьких температур до радіаційного опромінення і навіть механічних збурень, спричинених вібрацією та ударами. Однак те, що синтаксичний аналізатор поблажливо ставиться до компонування вихідного коду та додатка, відбувається за рахунок їх здатності працювати в складних дизайнах додатків, оскільки він не може виробляти достатньо точні дані. На відміну від інкрементних кодерів, резольвери виводять лише аналогові дані, для інтерфейсу яких може знадобитися спеціальна електроніка.
* Інкрементний кодер і абсолютний кодер
Абсолютні кодери працюють там, де швидкість і точність розташування, відмовостійкість і сумісність важливіші за простоту системи. Абсолютний кодер здатний «знати, де він знаходиться» на основі свого положення у разі відключення живлення системи, і перезапускається, якщо кодер рухається під час відключення.
Абсолютний кодер сам знає інформацію про позиціонування - йому не потрібно покладатися на зовнішню електроніку, щоб забезпечити базовий індекс положення кодера. Особливо порівняно з резольверами та інкрементальними кодерами, очевидною перевагою абсолютних кодерів є те, як їхня точність позиціонування впливає на загальну продуктивність програми, тому цей кодер часто є вибором для високоточних програм, таких як ЧПК, медицина та робототехніка.
3. Використання та застосування інкрементального кодера
Інкрементні кодери розроблені таким чином, щоб бути універсальними та налаштовуватися відповідно до різноманітних програм. Три великі категорії додатків, заснованих на середовищах:
* Важкий режим роботи: суворі середовища з високим потенціалом забруднення та вологи, вимоги до вищих температур, ударів і вібрації, як це спостерігається на целюлозно-паперових, сталеливарних і лісозаводах.
* Промислове застосування: загальні заводські робочі середовища, які вимагають стандартних рейтингів IP, помірних ударів, вібрації та температурних характеристик, як це видно на підприємствах з виробництва продуктів харчування та напоїв, текстилю, загальної автоматизації виробництва.
* Легкий/Серво: контрольоване середовище з високими вимогами до точності та температури, як-от робототехніка, електроніка та напівпровідники.