1. Què és un codificador?
Durant el funcionament d'unCaixa de canvis sense fi Motor de corrent continu N20, paràmetres com el corrent, la velocitat i la posició relativa de la direcció circumferencial de l'eix giratori es controlen en temps real per determinar l'estat del cos del motor i de l'equip que es remolca, i a més a més per controlar les condicions de funcionament del motor i l'equip en temps real, realitzant així moltes funcions específiques com ara la regulació de servomotors i velocitat. Aquí, l'aplicació d'un encòder com a element de mesura frontal no només simplifica enormement el sistema de mesura, sinó que també és precís, fiable i potent. L'encòder és un sensor rotatiu que converteix les quantitats físiques de posició i desplaçament de les peces giratòries en una sèrie de senyals d'impuls digitals, que són recollits i processats pel sistema de control per emetre una sèrie d'ordres per ajustar i canviar l'estat de funcionament de l'equip. Si l'encòder es combina amb una barra d'engranatges o un cargol, també es pot utilitzar per mesurar la posició i el desplaçament de les peces mòbils lineals.
2, la classificació del codificador
Classificació bàsica del codificador:
Un codificador és una combinació estreta de dispositius de mesura de precisió, mecànics i electrònics, que codifica el senyal o les dades, converteix-les, per a la comunicació, transmissió i emmagatzematge de dades de senyal. Segons les diferents característiques, els codificadors es classifiquen de la manera següent:
● Disc de codi i escala de codi. L'encoder que converteix el desplaçament lineal en senyal elèctric s'anomena escala de codi, i el que converteix el desplaçament angular en telecomunicació s'anomena disc de codi.
● Encoders incrementals. Proporcionen informació com ara la posició, l'angle i el nombre de voltes, i defineixen la velocitat respectiva mitjançant el nombre d'impulsos per volta.
● Encoder absolut. Proporciona informació com ara la posició, l'angle i el nombre de voltes en increments angulars, i a cada increment angular se li assigna un codi únic.
● Encoder absolut híbrid. L'encoder absolut híbrid genera dos conjunts d'informació: un conjunt d'informació s'utilitza per detectar la posició del pol amb la funció d'informació absoluta i l'altre conjunt és exactament la mateixa que la informació de sortida de l'encoder incremental.
Encoders que s'utilitzen habitualment en motors:
●Codificador incremental
Utilitzant directament el principi de conversió fotoelèctrica per generar tres conjunts d'impulsos d'ona quadrada A, B i Z. La diferència de fase entre els dos conjunts d'impulsos A i B és de 90°, de manera que es pot jutjar fàcilment la direcció de rotació; la fase Z és d'un impuls per revolució i s'utilitza per al posicionament del punt de referència. Avantatges: construcció de principi simple, vida útil mecànica mitjana que pot ser superior a desenes de milers d'hores, forta capacitat antiinterferències, alta fiabilitat i adequada per a la transmissió de llarga distància. Desavantatges: incapacitat de generar la informació de posició absoluta de la rotació de l'eix.
● Encoder absolut
Hi ha diversos canals de codi concèntrics al llarg de la direcció radial a la placa de codi circular del sensor, i cada canal està compost per sectors transmissors de llum i no transmissors de llum, i el nombre de sectors de canals de codi adjacents és el doble, i el nombre de canals de codi a la placa de codi és el nombre de dígits binaris. Quan la placa de codi es troba en diferents posicions, cada element fotosensible es converteix al senyal de nivell corresponent segons la llum o no, formant el nombre binari.
Aquest tipus d'encoder es caracteritza pel fet que no cal cap comptador i es pot llegir un codi digital fix corresponent a la posició en qualsevol posició de l'eix rotatiu. Òbviament, com més canals de codi, més alta serà la resolució, i per a un encoder amb resolució binària de N bits, el disc de codi ha de tenir N canals de codi. Actualment, hi ha productes d'encoder absolut de 16 bits a la Xina.
3, el principi de funcionament del codificador
Mitjançant un disc de codi fotoelèctric amb un eix al centre, hi ha línies de pas circulars i línies d'inscripció fosques, i hi ha dispositius de transmissió i recepció fotoelèctrics per llegir-lo, i quatre grups de senyals d'ona sinusoidal es combinen en A, B, C i D. Cada ona sinusoidal difereix en una diferència de fase de 90 graus (360 graus respecte a una ona circumferencial), i els senyals C i D s'inverteixen i se superposen a les fases A i B, cosa que pot millorar el senyal estable; i un altre pols de fase Z s'emet per cada revolució per representar la posició de referència de posició zero.
Com que les dues fases A i B són diferents en 90 graus, es pot comparar si la fase A està davant o la fase B està davant per discernir la rotació cap endavant i cap enrere del codificador, i el bit de referència zero del codificador es pot obtenir mitjançant el pols zero. Els materials de la placa de codi del codificador són vidre, metall, plàstic, la placa de codi de vidre es diposita sobre el vidre amb una línia gravada molt fina, la seva estabilitat tèrmica és bona, d'alta precisió, la placa de codi metàl·lica passa directament per la línia i no està gravada, no és fràgil, però com que el metall té un cert gruix, la precisió és limitada, la seva estabilitat tèrmica és un ordre de magnitud pitjor que la del vidre, la placa de codi de plàstic és econòmica, el seu cost és baix, però la precisió, l'estabilitat tèrmica i la vida útil són algunes deficients.
Resolució: el codificador que proporciona quantes línies gravades a través o fosques per cada 360 graus de rotació s'anomena resolució, també coneguda com a indexació de resolució, o directament quantes línies, generalment en una indexació de 5 ~ 10.000 línies per revolució.
4, principi de mesura de posició i control de retroalimentació
Els encoders ocupen una posició extremadament important en ascensors, màquines-eina, processament de materials, sistemes de retroalimentació de motors, així com en equips de mesura i control. L'encoder utilitza una reixa i una font de llum infraroja per convertir el senyal òptic en un senyal elèctric de TTL (HTL) a través d'un receptor. Analitzant la freqüència del nivell TTL i el nombre de nivells alts, l'angle de rotació i la posició de rotació del motor es reflecteixen visualment.
Com que l'angle i la posició es poden mesurar amb precisió, l'encoder i l'inversor es poden formar en un sistema de control de circuit tancat per fer que el control sigui més precís, motiu pel qual els ascensors, les màquines-eina, etc. es poden utilitzar amb tanta precisió.
5, Resum
En resum, entenem que els encoders es divideixen en incrementals i absoluts segons la seva estructura, i tots dos converteixen altres senyals, com ara els senyals òptics, en senyals elèctrics que es poden analitzar i controlar. Els ascensors i les màquines-eina habituals de la nostra vida es basen en l'ajust precís del motor, i mitjançant el control de bucle tancat de retroalimentació del senyal elèctric, l'encoder amb l'inversor també és una manera natural d'aconseguir un control precís.
Data de publicació: 20 de juliol de 2023