энкодеры положения

Энкодер контроллер представляет собой датчик, который превращает информацию о своем положении в электронный сигнал. В нашем материале мы подробно рассмотрим типы таких устройств, их технические спецификации и особенности работы.

Типы устройств

Существует две формы энкодеров:

• абсолютные. Такие модели вырабатывают оригинальный числовой код для каждого отдельного угла вала. Изделия, как правило, выпускаются в  двух основных видах: оптические и механические. Механические модели используют стальной диск, содержащий набор концентрических колец-отверстий. Они установлены на изолирующем диске, который прочно закреплен на валу. Ряд скользящих контактов припаян к статическому объекту, так что каждый контакт скользит по стальному диску на определенном расстоянии от вала. При работе диска параллельно с валом одни контакты касаются металла, а другие — специальных зазоров, которые были вырезаны в листе стали. Отметим. что сам стальной лист подсоединен к источнику напряжения, а каждый контактор подключен к отдельному электрическому датчику. Рисунок на металле спроектирован особым способом, чтобы каждое положение оси создавало оригинальный двоичный код, в котором одни контакты находятся во включенном состоянии, а другие в выключенном. Диск оптического кодировщика (например, такой использует энкодер Lika) выполнен из стекла или специального полимерного материала (иногда — стеклопластика) с прозрачными и матовыми участками. Источник света и матрица фотодетекторов при работе устройства считывают оптический рисунок, получаемый из конкретного положения диска;
• инкрементальные. Эти измерительные приборы могут быть представлены двумя типами (линейными и поворотными моделями).  Это электронно-механические устройства, создающие пару импульсных сигналов выхода (как правило, они обозначаются литерами “A” и “Б”) при перемещении прибора. Отметим, что оба сигнала указывают на возникновение и направление движения. Многие инкрементные кодировщики имеют еще один, дополнительный выходной сигнал, зачастую обозначаемый индексом или латинской литерой “Z”. Он указывает, что энкодер счетчик находится в определенной контрольной позиции. Кроме того, в приборе могут использоваться и датчики состояния (такие компоненты, как правило, играют роль  аварийного сигнала), указывающие на внутренние неполадки (например, поломку подшипника или прекращение нормальной работы датчика).

Необходимо отметить, что в отличие от абсолютного кодировщика, инкрементальные модели не могут указать абсолютное положение, а сигнализируют лишь о его изменениях, направлении движения. По этой причине инкрементные устройства нередко применяются в приложениях, требующих точного измерения и контроля положения и скорости.

Энкодер Lika it65 h 1000zcp4cr: особенности устройства

Рассмотрим особенности вращающегося инкрементального кодировщика, взяв за основу энкодер Lika it65 h 1000zcp4cr. Такие приборы используются наиболее широко из-за своей способности предоставлять информацию о местоположении в режиме реального времени. Разрешение измерения инкрементного энкодера никоим образом не ограничивается его двумя внутренними инкрементальными датчиками движения (на рынке электрооборудования есть модели с числом отсчетов до 10 000 на один оборот или более).

Отметим, что поворотные инкрементные кодировщики сообщают об изменениях положения без конкретного запроса пользователя, они отправляют информационные данные о работе с довольно оперативной скоростью, которая превышает аналогичную у многих видом абсолютных энкодеров вала. Поэтому данные комплектующие можно встретить в приложениях, требующих сверхточного измерения положения и скорости. 

В конструкции приборов могут использоваться механические, оптические или магнитные контакторы для обнаружения изменений положения вращения. Механический тип нередко можно увидеть в электронном оборудовании в качестве “электронно-цифрового потенциометра” с ручным управлением. Например, современные домашние и автомобильные стереосистемы работают с механическими поворотными кодировщиками в качестве регуляторов громкости. Оптический тип используется, когда встречаются более высокие скорости или нужна более высокая степень точности (например, в радиолокационных системах и других приложениях, где требуется регистрационный сигнал, когда вал кодировщика находится под определенным опорным углом).

В то же время недорогие инкрементальные энкодеры устанавливают в механических компьютерных мышках (как правило, ставят сразу 2 кодировщика: один для определения движения влево-вправо, а другой для определения движения вперед-назад.

Остальные типы энкодеры положения с импульсным выходом

Приборы, конструкцией которых предусмотрен всего один выход (например, тахометры) не могут использоваться для определения направления движения, но нашли свое применение в качестве измерителей скорости и положения при постоянном направлении движения. В некоторых приложениях они отвечают за точность измерений пройденного расстояния.