Como um tipo de dispositivo de conversão de sinal, o codificador é amplamente utilizado em nossa vida.
Na corrida de carros inteligentes, é necessário usar o codificador para detectar a velocidade instantânea do modelo do carro e realizar o controle de feedback em malha fechada da velocidade do modelo do carro, para que a placa de controle do carro possa executar as instruções dadas por o software de acordo com as mudanças das condições da pista e da estrada, como aceleração, desaceleração, curvas, etc.
Na exploração celeste, os cientistas usam grandes telescópios astronômicos para rastrear estrelas, telescópios astronômicos para atingir uma certa precisão de controle de velocidade, é necessário selecionar o codificador apropriado. No entanto, os requisitos para o codificador são muito altos neste momento. Por exemplo, quando a velocidade da estrela é 00,004 por cento , a resolução do codificador é de 26 bits para atender aos requisitos da medição de velocidade.
Além disso, existem codificadores de elevador, codificadores de máquinas-ferramenta, codificadores de servomotores e assim por diante, pode-se dizer que os codificadores estão em toda parte.
Do motor de passo ao sistema inteligente, como escolher o encoder?
Então, o que exatamente é um codificador?
Por definição, um codificador é um dispositivo que compila sinais (como fluxos de bits) ou dados na forma de sinais que podem ser comunicados, transmitidos e armazenados.
O entendimento simples é converter sinais que os humanos não podem entender diretamente em sinais que nós, humanos, podemos entender diretamente, para que possamos controlar equipamentos ou dispositivos.
Codificador de acordo com o método de escala e forma de saída de sinal, pode ser dividido em incremental, valor absoluto, tipo misto.
Incrementais e absolutos são mais comuns, mas a diferença entre os dois tornou-se um problema difícil para a maioria dos usuários.
Portanto, apenas incrementais e absolutos são comparados aqui, para que os usuários possam fazer uma escolha melhor no futuro.
Primeiro, os dois funcionam de maneira diferente:
1. Princípio de funcionamento do codificador incremental:
O codificador incremental converte o deslocamento em um sinal elétrico periódico e, em seguida, converte o sinal elétrico em um pulso de contagem, usando o número de pulsos para representar o tamanho do deslocamento.
Pegue derramar água para descrever, codificador incremental é como, encontre um copo de tamanho desconhecido e despeje água nele, quando cheio uma vez, esvazie o copo uma vez, despeje água e, finalmente, calcule a distância de acordo com o número de vezes que o copo é preenchidas.
Em termos de estrutura, o codificador incremental é composto de eixo de conexão, placa de código, fonte de luz e circuito de saída. Na verdade, o codificador é basicamente esta composição, o seguinte não será repetido.
O codificador incremental obtém quatro grupos de sinais de onda senoidal de dispositivos fototransmissores e dispositivos receptores, que são combinados em A, B, C e D, respectivamente. Cada onda senoidal tem uma diferença de fase de 90 graus e os quatro grupos têm uma diferença de fase de 360 graus (ou seja, um ciclo). Os sinais C e D são invertidos e sobrepostos nas fases A e B, de forma a aumentar o sinal estável; Além disso, um pulso de fase Z é emitido a cada volta para representar o bit de referência zero.
Como a diferença entre a fase A e a fase B é de 90 graus, o avanço e o reverso do codificador podem ser determinados comparando qual fase A e fase B vêm antes.
O bit de referência zero do codificador pode ser obtido pelo pulso zero. Parâmetros como distância e ângulo são calculados por meio de bits de referência zero e o número de pulsos.
2. Princípio de funcionamento do codificador absoluto
Existem muitas linhas na placa de código do codificador absoluto para organizar cada posição no codificador. Como cada posição é diferente, você só precisa saber a posição inicial e a posição final para saber o deslocamento, em vez de contar o tempo todo como um codificador incremental.
Como exemplo de despejar água, um codificador absoluto pegaria um copo mais alto com uma escala, despejaria água nele e calcularia a distância com base nas escalas inicial e final.
Em termos de estrutura, existem muitas linhas de canal óptico na placa de código óptico do codificador absoluto, e cada linha é dividida em 2, 4, 8, 16 linhas...... Arranjadas de forma que, em qualquer posição do codificador, um conjunto exclusivo de códigos binários (códigos Gray) de 2 à potência de zero a 2 à potência de n-1 pode ser obtido lendo o aberto e o escuro de cada linha gravada, que é o n- codificador absoluto de bits.
Tal encoder é determinado pela posição mecânica (posição inicial e parada) da placa de código óptico, portanto não será afetado por falta de energia e interferência externa, que também é uma das excelentes características do encoder absoluto.
Devido a esse recurso, o encoder absoluto não precisa de memória, não altera o ponto de referência e não precisa contar o tempo todo. Portanto, as características antiparasitárias do codificador e a confiabilidade dos dados são bastante aprimoradas.
Com base na construção do encoder absoluto, ele deve enfrentar um problema: contar até o valor máximo.
Para resolver este problema, o encoder absoluto multivoltas aparece.
Para o encoder absoluto multivoltas, existem os três esquemas de design comuns a seguir:
A primeira, dentro do codificador, usa engrenagens mecânicas para acoplar vários eixos para calcular o número total de voltas.
Pegue a água derramada, o copo graduado mencionado anteriormente. Quando este copo estiver cheio, encontre um copo graduado maior, despeje a água do copo menor no copo maior e, finalmente, adicione os dois copos para calcular a distância.
A segunda é usar um contador eletrônico e um capacitor para contar o número total de voltas.
Do motor de passo ao sistema inteligente, como escolher o encoder?
Novamente, pegue o exemplo de derramar água, desta vez quando o copo graduado estiver cheio, despeje a água e use um contador para medir o número de vezes que está cheio e, finalmente, calcule a distância somando o contador e o copo.
O terceiro, em alguns codificadores magnéticos, usa a linha Weigen e usa o efeito Weigen para contar.
Os três métodos acima todos precisam pagar um certo preço, por exemplo, o primeiro, por causa do uso de engrenagem mecânica, então vai trazer desgaste ao encoder, tornando a precisão reduzida.
Quanto ao esquema do codificador de valor absoluto multicírculo, ele não é descrito aqui, e os amigos interessados podem verificar as informações relevantes.
Devido ao diferente princípio de funcionamento e composição mecânica, os dois têm duas diferenças muito grandes:
1, ligar e desligar a memória é diferente
O codificador incremental não tem memória e o reinício da queda de energia deve voltar à posição zero de referência para encontrar a posição necessária, e a queda de energia deve ser reiniciada a cada vez.
O codificador incremental mais comum é o posicionamento do scanner da impressora. Sempre que a impressora é ligada, podemos ouvir um estalo, que na verdade é a impressora procurando o ponto zero de referência após o qual ela pode funcionar.
O codificador absoluto tem memória, reinicie a falta de energia sem voltar a zero, você pode saber a localização do alvo. Isso faz com que o codificador absoluto não seja perturbado no processo, e suas características anti-interferência e confiabilidade de dados são bastante aprimoradas.
2, a placa de código é diferente
Como o método de contagem dos dois não é o mesmo, a placa de código dos dois também é muito diferente.
A diferença da placa de código é uma das maiores diferenças entre o codificador absoluto e o codificador incremental.
Além das diferenças acima, existem muitas pequenas diferenças entre codificadores absolutos e codificadores incrementais:
3, o sinal de saída é diferente
Um encoder incremental emite um sinal de pulso, enquanto um encoder absoluto emite um conjunto de valores binários.
4, o número de diferentes restrições
O número de rotações do encoder incremental não é limitado, enquanto o encoder absoluto não pode exceder a faixa de rotações.
5, o campo de aplicação não é exatamente o mesmo
Com ou sem memória de breakpoint, encoder incremental e encoder absoluto são muito diferentes no campo de aplicação. O codificador incremental é mais adequado para determinar velocidade, distância ou direção do movimento, enquanto o codificador absoluto é cada vez mais utilizado no campo de posicionamento de controle industrial devido às suas características.
6. O preço é diferente
Devido às excelentes características do codificador absoluto, o preço é maior do que o codificador incremental.
Com a diferença entre os dois, vamos dar uma olhada em quais elementos devem ser observados na hora de escolher um codificador:
Se falta de energia é necessária para manter
Os encoders absolutos devem ser usados se a inspeção contínua for necessária.
A precisão de medição necessária
Relativamente falando, a precisão do codificador absoluto é maior do que a do codificador incremental.
Resolução de resolução
A resolução do codificador, ou seja, o número de pulsos emitidos pelo codificador quando o eixo do rotor do motor gira uma vez. A resolução é um dos fatores mais críticos que afetam o efeito de medição de velocidade.
Velocidade máxima necessária
Os métodos de medição de velocidade dos encoders são divididos em três categorias: método T, método N e método M/T.
De um modo geral, o método T tem o melhor efeito na área de baixa velocidade, e o método M é melhor do que o método T na área de alta velocidade. Embora o método M/T seja muito superior ao método M e T, na maioria dos casos, sua precisão de medição de velocidade também é melhor do que os outros dois métodos.
Material de placa de código necessário
Os materiais da placa de código do codificador são vidro, metal e plástico.
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A placa de código de vidro é depositada na linha gravada muito fina do vidro, sua estabilidade térmica é boa e de alta precisão.
A placa de código de metal é diretamente através da linha de gravação, não é fácil de quebrar, mas como o metal tem uma certa espessura, a precisão pode ser afetada, sua estabilidade térmica é muito pior do que a do vidro.
A placa de código de plástico é econômica, seu custo é baixo, mas a precisão, a estabilidade térmica e a vida útil são piores.
Seleção de codificador além dos fatores listados acima, mas também muitos outros fatores, especificamente com base no uso da ocasião e ambiente para fazer uma escolha.
A melhor opção é comunicar-se diretamente com o fabricante, comunicar-lhes suas necessidades e preocupações, e eles lhe darão bons conselhos. Nesse ponto, você pode considerar as sugestões deles com base em seu próprio entendimento.
