Инкрементальные энкодеры (инкрементальные датчики угла поворота)
Во многих механизмах, имеющих вращающиеся детали, необходимы простые и недорогие решения для точного измерения угловой скорости, углового ускорения и фактического угла поворота (позиционирования). Основной принцип работы инкрементных датчиков - генерирование выходных импульсов в процессе поворота вала энкодера. Инкрементальные энкодеры бывают оптические и магнитные. Компания Fraba Posital на текущий момент является адептом магнитных инкрементальных энкодеров.
Магнитные инкрементальные энкодеры IXARC от Fraba Posital сочетают в себе все достоинства оптических инкрементальных энкодеров, но в то же время имеют опции и преимущества, которые физически недоступны для оптических датчиков угла поворота, например программная настройка ключевых электрических и интерфейсных параметров:
- Количество импульсов за один оборот от 1 имп./об. до 16384 имп./об.;
- Направление импульсов: А->B или В->A;
- Выбор выходной логики: Push-Pull (HTL) или RS422 (TTL).
Также необходимо отметить повышенную механическую устойчивость датчиков к ударам и вибрациям до 300g, возможность изготовления в полностью водонепроницаемом исполнении вплоть до IP69K (можно спокойно мыть под струёй из KARCHER), возможность использования в запылённых и масляных средах.
Основные применения IXARC инкрементальных энкодеров это:
- Измерение частоты вращения валов двигателей и другого оборудования;
- Транспортировочные линии и комплексы;
- Установка инкрементального энкодера на вал электродвигателя, работающего совместно с преобразователем частоты, позволяет получить полностью управляемую электрическую машину, обеспечивая более качественное и прецизионное регулирование скорости двигателя, угловое позиционирование и регулирование момента электродвигателя;
- Установка инкрементального энкодера совместно с мерным колесом, позволяет получать такие решения, как системы измерения длины полотна, кабеля, нити при перемотке (намотке, размотке).
Абсолютные энкодеры (абсолютные датчики угла поворота)
Применяются когда необходимо обеспечить точные и однозначные измерения, не теряя отслеживания абсолютного углового положения даже в случае отсутствия питания датчика. Спектр применения данного типа сенсоров начинается от автоматизации промышленного оборудования, до систем управления мобильными машинами и комплексами.
Абсолютные энкодеры бывают однооборотные и многооборотные:
- Однооборотные датчики обеспечивают диапазон измерения до 360 градусов (за один оборот). Когда вал поворачивается более чем на 360 градусов, выходные характеристики при последующих оборотах будут повторяться (примеры: выход при 361 градусе = выход при 1 градусе, выход при 720 градусах = выход при 360 градусах).
- Многооборотные датчики обеспечивают диапазон измерения более 360 градусов, т.к. дополнительно измеряют количество полных оборотов. Выходной сигнал получается путём сложения количества полных оборотов с угловым положением вала в пределах одного оборота. Пример: Выходной сигнал/значение через 3,5 оборота (начиная с нуля) будет в 7 раз больше, чем выходной сигнал после первого полуоборота.
По принципу работы абсолютные датчики угла поворота делятся на оптические и магнитные:
- Оптические абсолютные энкодеры имеют такие преимущества, как высокое разрешение и точность наряду с отличной динамической характеристикой. Данные типы датчиков хорошо подходят для использования в зонах с высокими магнитными полями. Нет риска что эти устройства потеряют свое абсолютное положение. Никаких резервных батарей не требуется. К недостаткам можно отнести сложную механику и относительно большой диаметр корпуса у многооборотных энкодеров.
- Магнитные абсолютные энкодеры имеют такие преимущества, как прочность, долговечность, а также ещё и более низкую цену относительно оптических датчиков в связи с очень простой конструкцией, не имеющей редукторов и батарей. Компактные размеры магнитных абсолютных энкодеров позволяют устанавливать их в ограниченных пространствах. К недостаткам можно отнести более низкую точность, чем у оптических аналогов.
Основные применения абсолютных энкодеров это:
- Измерение абсолютного значения угла поворота приводных валов и роликов;
- Измерение пространственной конфигурации различных механизмов в режиме реального времени;
- Измерение уровня открытия/закрытия в запорно-регулирующей арматуре и регулируемых клапанах;
- Измерение количества оборотов лебёдок и других устройств намотки и размотки;
- Измерение углов поворота антенн, локаторов;
- Измерение угла поворота ротаторов;
- Измерение углов отклонения в тренажёрах, симуляторах и гиростабилизированных платформах;
- Подсчёт фактического пробега механизма (аналог одометра).
Всё это делает абсолютные энкодеры идеальным решением для реализации обратной связи между механическими компонентами и электронной системой управления.
