цифровая электроника
вычислительная техника
встраиваемые системы

 
» » Что такое абсолютный энкодер и когда его следует использовать

Что такое абсолютный энкодер и когда его следует использовать

Автор: Mike(admin) от 25-10-2018, 07:35

Когда вам нужно измерить скорость, направление движения или положение вращающегося вала, вам, скорее всего, потребуется поворотный датчик или иными словами энкодер. И когда приходит время выбора такого устройства, необходимо рассмотреть два основных типа: инкрементный энкодер и абсолютный энкодер.


Что такое абсолютный энкодер

Важное значение имеет правильный выбор, поэтому в данном материале будет приведено краткое руководство по абсолютным энкодерам, чтобы помочь вам понять, что они из себя представляют, чем они отличаются от инкрементных энкодеров, и ситуации, в которых вам может понадобиться такое устройство.


Что такое абсолютный энкодер


Абсолютный энкодер предоставляет точное значение о положении или данные о каждой точке вращения, представляющую «абсолютное» положение энкодера. С момента его включения абсолютный датчик может рассказать вам точное положение вращающегося вала, которое он измеряет. Он делает это с помощью оптического, магнитного или емкостного сенсора для считывания уникального кода с диска, который вращается вместе с валом. Крайне важно, что абсолютный энкодер может сделать это без необходимости поворота вала и может отслеживать это положение даже в случаях временной потери питания. Чем больше уникальных кодов присутствует на диске кодировщика, тем точнее будет отображаться положение.


абсолютный энкодер

Разрешение представляется в виде битов (двоичных цифр), которые соответствуют количеству уникальных слов данных за один оборот. Абсолютные энкодеры также имеют однооборотные и многооборотные варианты. Однооборотные энкодеры обеспечивают позиционирование данных за один полный оборот на 360°, причем выход повторяется для каждого оборота вала. Многооборотные энкодеры также обеспечивают позиционирование данных за один оборот, но имеют дополнительный счетчик «поворотов», который измеряет количество оборотов.


Абсолютный энкодер против инкрементного энкодера


Инкрементный датчик работает, генерируя импульсы при вращении вала. Типичный инкрементный энкодер генерирует 2 меандра с отставанием на 90 градусов по фазе. Эти импульсы должны отслеживаться или подсчитываться электроникой, внешней по отношению к энкодеру.


инкрементный энкодер

Разрешение представлено числом импульсов на оборот и представляет собой количество высоких импульсов, которые инкрементный датчик будет выдавать от любого из его выходов. Поскольку выход инкрементного энкодера всегда присутствует только в 1 из 4 повторяющихся состояний, энкодер должен быть привязан к известному фиксированному местоположению, чтобы обеспечить значимую информацию о местоположении. Из исходного местоположения, часто совпадающего с индексным импульсом энкодера, можно отслеживать постепенное изменение вращения вала и определять абсолютное положение вала. Это должно происходить каждый раз, когда вы включаете инкрементный кодер или в случае временного отключения питания. Следовательно, для получения абсолютного положения требуется больше времени, и вал должен поворачиваться, чтобы обеспечить его. Всех этих недостатков лишен абсолютный энкодер.


Впрочем, инкрементальные энкодеры менее сложны, чем абсолютные модели, и поэтому обычно менее дороги (хотя разница в цене все уменьшается). Если вы только контролируете скорость, направление движения или относительное положение, инкрементный энкодер, как правило, лучший вариант, но когда определение абсолютного положения вала является вашей основной проблемой, абсолютный энкодер – это надежное решение.


В большинстве случаев сегодня абсолютный энкодер лучше инкрементного. Во-первых, абсолютный датчик поддерживает положение вала, положение будет известно, как только вы включите его. Вам не нужно ждать завершения последовательности самонаведения или калибровки и можете получить данные о положении, которые вам нужны быстрее при запуске или после сбоя питания, даже если вал был повернут, когда энкодер был выключен.


Знание абсолютного положения при запуске может быть существенным преимуществом во многих системах, где в определенных положениях безопасно продолжать вращать вал в одном направлении, но не в другом. В зависимости от применения, неправильное использование может привести к повреждению оборудования, телесным повреждениям или, что еще хуже, летальным исходам. В таких ситуациях важно, чтобы вы знали точное положение своего вращающегося устройства до того, как какие-либо части переместятся.


Не менее важно, что абсолютный кодер обеспечивает истинное положение в реальном времени. Поскольку все больше и больше систем становятся цифровыми с подключением к центральной шине связи, возможность опроса энкодера для определения положения в реальном времени, когда это необходимо, с минимальной задержкой, имеет большую пользу. Чтобы отслеживать положение с инкрементным датчиком, даже после последовательности самоопределения вам нужно отслеживать все импульсы с помощью внешней схемы (как правило, посредством квадратурного декодирования). Абсолютные энкодеры генерируют уникальное цифровое «слово» для каждой позиции в заявленном разрешении.


абсолютный энкодер

Есть и другие преимущества абсолютных энкодеров. Системы, которые имеют абсолютные датчики, как правило, менее восприимчивы к электрическим шумам, потому что они получают положение, считывая код с проверкой ошибок или в цифровом виде по последовательной шине.


Основываясь на этом факте, можно сказать, что сравнительно просто объединить более одного абсолютного энкодера вместе с другими в одной и той же системе – возможно, для автоматизации производства или в роботизированной руке с несколькими суставами. Если вы используете инкрементные энкодеры, мониторинг выходов с нескольких устройств может стать очень сложным, требующим значительной вычислительной мощности. Но с абсолютными энкодерами, особенно с теми, которые вы можете связать с центральной коммуникационной шиной, вы можете получать данные от каждого отдельно, что требует гораздо меньшей вычислительной мощности для интерпретации показаний.


Области применения абсолютных энкодеров


Изложив основные различия между абсолютными и инкрементными энкодерами, давайте кратко рассмотрим некоторые конкретные сценарии, в которых используются абсолютные энкодеры.


Ключевым рынком является робототехника – быстро расширяющаяся область, охватывающая широкий спектр применения. В производстве вы найдете роботизированные руки, используемые для сборки, сварки, распыления краски и других задач. Вы также найдете их в здравоохранении. Например, удаленная хирургия требует больших количеств исключительно точной позиционной информации от роботизированных рук. Роботы для оказания помощи на дому – еще один новый вариант использования для абсолютных датчиков.


Тем не менее, это всего лишь одна область, в которой больше систем становится цифровыми, а разрыв цен между инкрементальными и абсолютными энкодерами сокращается. Разнообразие приложений для абсолютных энкодеров становится почти бесконечным, как на промышленном, так и на потребительском рынках. Абсолютные датчики, применяемые всюду от автоматических ворот до заводской автоматики являются высокоэффективными и все более бюджетным способом определения положения вала исполнительного механизма.




© digitrode.ru


Теги: энкодер




Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.

Комментарии:

Оставить комментарий