Kodeerijad — pöördenurga andurid

Positsioneerimine erinevat tüüpi tööstusseadmetes toimub lihtsa välimusega seadmete - kodeerijate (ehk teisisõnu nurgaandurite) abil.

Kodeerijaid kasutatakse lineaarse või pöörleva liikumise teisendamiseks binaarseks digitaalseks signaaliks. Kooder on seade, mille võll on ühendatud uuritava objekti pöörleva võlliga ja tagab viimase pöördenurga elektroonilise juhtimise. Vastavalt tööpõhimõttele jagatakse kodeerijad optilisteks ja magnetilisteks.

Optilise kodeerija võllil on ümber perimeetri katkendlike akendega ketas, mille vastu on LED ja fototransistor, mis tagavad kujul väljundsignaali moodustumise. ristkülikukujulised impulssrongid sagedusega, mis on võrdeline nii akende arvu kui ka ketta / võlli pöörlemiskiirusega. Impulsside arv näitab pöördenurka.

Optilised kodeerijad on saadaval inkrement- ja absoluutkooderidena.

Inkrementaalkoodritel on katkendlik ketas, millel on palju põhiraadiusega sama suurusega aknaid ja kaks näitu optronid, mis võimaldab fikseerida nii võlli pöördenurka kui ka pöörlemissuunda.Plaadi lisaraadiuses on üks katkestusaken ja vastav optronid, mis määravad lähtepositsiooni (kodu).

Negatiivne pöördemoment – ​​inkrementaalkoodrid pakuvad pöördenurga suhtelist lugemist, mille kohta käivat teavet ei salvestata, kui pöörlemine on peatatud. Nende eeliste hulka kuulub disaini lihtsus (ja vastavalt ka madal hind) kõrge eraldusvõime ja kõrge töösagedusega.

Suurenenud vastupidavusega inkrementkooderid on keskendunud tööstuslikele rakendustele – masinaehituses, valtstehastes, laevaehituses, tekstiilitööstuses, jalatsites, puidutöötlemises. Selliste kodeerijate puhul on määravad parameetrid eraldusvõime pöördenurgas, võime töötada kõrgetel sagedustel, kõrge kaitseaste, et taluda karmi keskkonna tingimusi.

Ketas joonte või sälkudega, mis katkestavad optilise anduri valgusvihu. Elektrooniline ahel tuvastab kiire katkemise ja genereerib kooderist digitaalsed väljundimpulsid.

Kodeerimisketas – seade võlli nurknihkete digitaalseks muutmiseks. Kodeerimiskettale kantakse digitaalse koodi geomeetriline kujutis. Koodibitisümbolid rakendatakse kontsentrilisele rajale ja kõige vähem olulised (vähem olulised) bitid asuvad perifeeriale lähemal.

Sõltuvalt koodi lugemise meetodist (kontakt, fotoelektriline, elektromagnetiline, induktsioon, elektrostaatiline jne) koosneb koodi geomeetriline kujutis elektrit juhtivast ja elektriliselt isoleeritud, läbipaistvast ja läbipaistmatust, magnetilisest ja mittemagnetilisest jne.

Kõige levinumad olid kahendkoodi sortidega kodeerimiskettad, mis välistavad vigade esinemise eraldi diskreetsete sektsioonide piiride ületamisel, kui mõnda bitti saab lugeda ühelt poolt piiri ja mõnda teiselt (ebatäpse installi tõttu). eemaldatavate seadmete või mitte-samaaegse koodi lugemise tõttu ketta pöörlemise ajal Need koodid hõlmavad niinimetatud Fau koodi (Barkeri kood) ja Reflexi koodi (Grey kood).

Mõned optilised pöörlevad kodeerijad kasutavad peegeldavat kodeerimisketast. Sellel kettal on vahelduvad sektsioonid, mis neelavad või peegeldavad valgust, ja valgusallikas koos vastuvõtjaga asuvad ketta ühel küljel. Kui valgusallikas ja vastuvõtja on ainult üks, võimaldab anduri impulsside jada välja selgitada, mitu sammu on ketas eelmise asendi suhtes pööranud.

Andur ei saa öelda pöörlemissuunda, kuid kui lisate teise allika-vastuvõtja paari, mis on 90 võrra faasist väljas esimesest, saab mikrokontroller määrata ketta pöörlemissuuna faaside erinevuse järgi. pulss treenib.

Tuleb meeles pidada, et iga süsteem, mis tuvastab ketta suhtelise pöörlemise, kuid ei saa mõõta selle absoluutset nurgaasendit, on inkrementaalkooder.

Absoluutkooderil on katkendlik ketas, millel on erineva raadiusega kontsentrilised aknad, mille suhtelised suurused on määratud kahendkoodiga ja mida loetakse samaaegselt, andes iga nurgapositsiooni jaoks kodeeritud väljundsignaali (Gray kood, binaarkood...).

Sel juhul on võimalik saada andmeid võlli hetkeasendi kohta ilma digitaalse loendurita või naasta algasendisse, kuna väljundis on kodeeritud sõna "n bit", mis on kaitstud elektrimüra eest.

Absoluutkoodereid kasutatakse rakendustes, mis nõuavad sisendandmete pikaajalist salvestamist, kuid need on disainilt keerukamad ja kallimad.

Väljasiini liidesega absoluutkooderitel on väljasiini kommunikatsiooniks väljundliides vastavalt CANopeni, ProfiBusi, DeviceNeti, Etherneti, InterBusi standarditele ning pöördenurga määramiseks kasutatakse kahendkoodi. Ülaltoodud sideliidesed on programmeeritavad mitmete parameetrite järgi: nt pöörlemissuund, impulsi eraldusvõime pöörde kohta, edastuskiirus.

Mootori võllile paigaldatud kodeerijad tagavad tõhusa positsioneerimise täpse juhtimise. Selliseid koodereid toodetakse tavaliselt "augu" versioonina ja spetsiaalsed ühendused on nende konstruktsiooni olulised elemendid, mis võimaldavad kompenseerida mootori võlli lõtku.

Ülaltoodud tingimustel positsioneerimine tagab kõige tõhusamalt magnetkodeerija, milles võlli nurknihke muundamine elektrooniliseks signaaliks toimub Halli efekti alusel kontaktivabalt, ei ole seotud optilise lõikuri pöörlemisega sees. andur ja võimaldab signaali töötlemist kiirusega kuni 60 000 p/min.

Magnetkooderis tajub välise võlli, millele on fikseeritud silindriline püsimagnet, kiiret pöörlemist Halli andur, mis on ühendatud ühel pooljuhtkristallil signaalitöötluse kontrolleriga.

Kui püsimagneti poolused pöörlevad üle mikrolülituse koos Halli andur muutuv magnetinduktsiooni vektor indutseerib Halli pinge, mis sisaldab informatsiooni võlli pöördenurga hetkväärtuse kohta. Mikrokontroller tagab Halli pinge kiire teisendamise positsioneerimisnurga parameetriks.

Sellise muundamise võimalus ilma magneti ja Halli anduri elementide otsese mehaanilise ühendamiseta on magnetkodeerijate peamine eelis, tagab neile suure töökindluse ja vastupidavuse ning võimaldab neil tõhusalt töötada kiiretes rakendustes, mis on seotud tööstusliku automatiseerimise, trükkimise, metallitöötlemisega. , mõõte- ja mõõteseadmed.