Podstawowe rodzaje enkoderów – przegląd rozwiązań dostępnych na rynku

Enkoder jest rodzajem czujnika sterowania ruchem, który przekazuje informację zwrotną do systemu sterowania. Enkoder przetwarza ruch obrotowy lub liniowy części maszyny na sygnał elektryczny, który jest następnie odczytywany do układu sterowania, na przykład przez licznik lub sterownik maszyny. Dzięki stosowaniu enkodera możliwe jest dokładne określenie położenia części maszyny, kąta i liczby obrotów wału silnika, jego prędkości obrotowej lub kierunku.

Ze względu na metodę pomiaru oraz rodzaj sygnału wyjściowego rozróżnia się:

– enkoder inkrementalny (obrotowo-impulsowy przetwornik),
– enkoder absolutny (obrotowo-kodowy przetwornik).

Enkodery dzielą się również na obrotowe i liniowe. Pierwszy z nich służy do pomiaru położenia kątowego obiektu, natomiast drugi (liniowy) mierzy jego ruch wzdłużny, czyli przemieszczenie. Enkodery obrotowe i liniowe mogą być enkoderami inkrementalnymi lub absolutnymi.

Jak działa enkoder inkrementalny?

Enkoder inkrementalny, tzw. przyrostowy generuje cyfrowy sygnał wyjściowy, gdy wał obraca się o określony kąt. Liczba sygnałów (impulsów) na obrót oznacza rozdzielczość enkodera. Im wyższa rozdzielczość, tym więcej kątów odchylenia można zmierzyć, co skutkuje wyższą dokładnością pomiaru.
Enkodery inkrementalne nie generują pozycji bezwzględnych. Oznacza to, że położenie wału jest określane przez określenie ilości impulsów elektrycznych. W przypadku zaniku zasilania wartość pozycji liczona jest od 0, czyli od miejsca, w którym się zatrzymała. Wewnętrzne elementy enkoderów inkrementalnych – między innymi ze względu na brak możliwości określenia położenia bezwzględnego wału – są prostsze i bardziej ekonomiczne w produkcji niż enkodery absolutne. Enkodery inkrementalne mają co najmniej jeden sygnał wyjściowy „A”, ale zwykle dwa sygnały wyjściowe, tak zwane sygnały „A” i „B”, są oddalone od siebie o 90°.

Enkoder opytyczny a enkoder magnetyczny

W inkrementalnym enkoderze optycznym jego głównym elementem jest zamocowane na wałku koło enkodera, na którym umieszczone są pola przezroczyste i nieprzezroczyste. Światło wytwarzane przez diodę oświetla cel i przechodzi przez jego przezroczyste pola lub zatrzymuje się – w przypadku pól, które są nieprzezroczyste. Odbiornik (układ optyczny) zamontowany z tyłu tarczy przetwarza odbierane światło na sygnał elektryczny. Rodzaj sygnału wyjściowego enkodera jest zależny od przyjętego standardu sygnału, którym najczęściej jest sygnał cyfrowy.

W magnetycznym enkoderze inkrementalnym każda pozycja kątowa jest definiowana przez wektor pola magnetycznego. Enkoder ma dysk magnetyczny przymocowany do wału w celu wytworzenia wymaganego pola magnetycznego. Dodatkowo enkoder jest wyposażony w czujnik Halla. Taki czujnik przyjmuje zwykle postać układu scalonego. Składa się z arkusza materiału półprzewodnikowego umieszczonego w polu magnetycznym, dzięki któremu generowane jest napięcie przetwarzane na cyfrowy sygnał wyjściowy.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *

trzy × dwa =