Энкодеры и их разновидности

Содержание статьи:

1. Виды энкодеров
2. Параметры энкодера
3. Монтаж и подключение
4. Применение энкодера

Энкодер — измерительный прибор, определяющий угол поворота вращающегося устройства. Это может быть вал двигателя или редуктор. Он измеряет:

• скорость вращения;
• направление;
• положение относительно нулевой метки.

Цифровой сигнал изменяется в зависимости от угла поворота. Датчик его обрабатывает и выводит показания.

Виды энкодеров

Делятся по способу получения информации:

• инкрементальные или накапливающие. Они генерируют импульсный сигнал. Конструктивно такие энкондеры представляют собой диск с отверстиями, которые подсвечиваются датчиком. Включение/выключение происходит в зависимости от положения отверстия. На поверхность нанесена Zero-метка. Она отвечает за полный оборот. Выходы А и В — четвертая часть оборота. По ним можно понять направление вращения. Чтобы определить положение вала в пространстве, надо постоянно обрабатывать и анализировать поступающие импульсы. После включения в сеть сначала определяется положение нулевой отметки. Только после этого устройство готово к работе.

• абсолютные или позиционные. Состоят из вала, кодирующей части и считывателя. Энкодер показывает положение вала в любом состоянии — в работе и в покое. Точность показаний на выходе определяется кодом Грэя. При запуске не нуждается в калибровке, т.е. отсутствует привязка к нулевой отметке.

В свою очередь, описанные выше энкондеры бывают:

• инкрементальные — оптико-электронные и магнитные.
• абсолютные — оптические и магнитные.

Параметры энкодера

• Разрешение. Для инкрементального энкодера — это количество импульсов, для абсолютного — количество бит. Чем выше разрешающая способность, тем точнее определяется положение.
• Вал — сплошной, полый, сквозное отверстие.
• Тип выхода — транзисторный с открытым коллектором.
• Диаметр вала.
• Тип крепления — монтаж на блок или поверхность, пайка в отверстия.
• Уровень защиты от пыли и влаги.
• Диапазон температур, в котором устройство может функционировать без сбоев.

Монтаж и подключение

Монтируется устройство в зависимости от типа вала. Если он сплошной, то прибор закрепляют с помощью муфты. Корпус хорошо фиксируется, чтобы не допустить вращения.

Если вал полый или с отверстием, то энкодер закрепляют внутри. В этом случае его не фиксируют. Устанавливают ограничитель, который не дает ему вращаться.

Обычно выход энкодера подключают ко входу счетчика. Так будет измеряться скорость.

Чаще всего его используют вместе с контроллером. ПО рассчитывает нужные параметры и положение механизма.
Разберем на примере. Двигатель обеспечивает перемещение двух деталей относительно друг друга. Контроллер отвечает за то минимальное расстояние, при котором части не повредятся. Как только оно становится меньше допустимого значения, движение прекращается.

Если двигатель подключен через частотный преобразователь, то установленный на муфту энкодер становится элементом обратной связи. Подключение идет через плату сопряжения. Так поддерживается заданная скорость и момент двигателя.

Применение энкодера

Такие приборы подходят для решения самых разных задач в промышленности.

Инкрементальные энкодеры используют в системах точного перемещения и там, где важен плавный запуск/остановка и ограничение режима скорости. Например:

• приводы подъемных механизмов (кран, лифт) и транспортеров (конвейер);
• деревообрабатывающие станки;
• строительное, буровое, металлообрабатывающее оборудование;
• машины по производству бумаги и картона;
• аппараты для упаковывания и дозирования материалов;
• приводы станков прокатного производства;
• робототехника.

Абсолютные энкодеры устроены сложнее, но при этом устойчивы к внешним воздействиям. Их применяют в:

• металлургии — определяют расположение печей, сварных швов;
• печатном деле — для настройки печатных станков;
• полностью автоматизированных системах хранения — для контроля за транспортерами, штабелерами;
• машиностроении — управление кранами, манипуляторами, контроль столов в обрабатывающих центрах;
• новых отраслях энергетики — настройка положений солнечных батарей и ветряков.

Датчики угла поворота в промышленности помогают решать большое количество задач, совершенствуют процессы производства и позволяют экономить ресурсы.