Энкодер абсолютный и инкрементный

Абсолютный энкодер решает задачи позиционирования, регулирования и синхронизации вращающихся частей устройства. Способность абсолютных энкодеров показывать информацию об угле поворота вала в любой момент времени сделало их важным звеном в управлении скоростью и положением механизмов.

Абсолютный энкодер: устройство, преимущества, принцип работы

Абсолютный угловой энкодер — это датчик положения, подсчитывающий число уникальных цифровых кодов за единицу вращения диска для измерения основных кинематических параметров работы электропривода: скорости и положения вал.

Он предоставляет точное значение о положении или данные. С помощью оптического, магнитного или емкостного сенсора для считывания уникального кода с диска, абсолютный датчик даст информацию о точном положении вращающегося вала. Любое положение вала в таких энкодерах соответствуют уникальному коду. Равномерные перемещения, происходящие в системе во время отключения питания, преобразуются в точные значения положения после повторного включения питания энкодера.

Абсолютный угловой энкодер имеет в своем составе:

• Вал;
• диск с метками (рисками);
• источник света с электронной платой;
• приемный инфракрасный (ИК) фото-датчик;
• оптико-механический блок с шестернями;
• электронную плату с процессорами обработки сигналов и преобразователями цифрового интерфейса.

Благодаря кодирующему устройству абсолютный энкодер может показывать информацию о положении вала части механизма как во время вращения, так и в состоянии покоя. Каждому положению вала энкодера соответствует строго определенный оптический или магнитный код, преобразуемый в сигнал.

По принципу действия абсолютные энкодеры бывают магнитные и оптические:

• Абсолютные оптические энкодеры используют свет, кодовый оптический диск и оптоэлектронную матрицу;
• магнитные используют датчики Холла и вращающееся магнитное поле.

В оптическом датчике инфракрасные лучи светодиода просвечивают кодовый диск и попадают на фототранзисторную считывающую матрицу, расположенную с обратной стороны кодового диска. При каждом шаге углового положения кодового диска темные его участки предотвращают попадание света на те или иные фототранзисторы считывающей матрицы преобразущей световые сигналы в электрические. Электрические сигналы, в свою очередь, преобразуются электроникой энкодера в двоичный код.

Абсолютные энкодеры делятся на:

• Одно-оборотные — это датчики углового положения, которые подсчитывают число уникальных цифровых кодов за один оборот вращения диска;
• много-оборотные энкодеры — это датчики углового положения, которые подсчитывают число уникальных цифровых кодов за более, чем один оборот вращения диска при помощи специального механического узла и дополнительных фотодетекторов.

Абсолютные энкодеры сообщают информацию о положении, угле и числе оборотов в специфических угловых шагах. Каждому угловому шагу (положению) присваивается свой уникальный цифровой код. Количество уникальных цифровых кодов на один оборот определяет разрешающую способность энкодера в пределах оборота. Т.к. каждый код уникален, а следовательно и положение, то при включении питания не требуется настройка по базовым координатам. Энкодеры в однооборотном исполнении измеряют абсолютное положение в пределах одного оборота. Энкодеры в многооборотном исполнении в дополнение к положению внутри 1 оборота определяет еще и количество совершенных оборотов.

Основным преимуществом абсолютных энкодеров является: более точное определение углового положения вала в любой момент функционирования системы, где он установлен, другими словами абсолютные энкодеры имеют большую разрешающую способность. Поэтому на абсолютные энкодеры цена дороже, чем на инкрементальные.

Преимуществом абсолютного энкодера является также и то, что он не подвержен помехам и устойчив к вибрациям. В случаях, когда сигнал с диска не может быть полноценно прочитан энкодером, например, если вал вращается слишком быстро, точный угол поворота будет зарегистрирован, когда скорость вращения уменьшится. Но даже при быстром вращении вала возможна регистрация положения, хоть и с меньшей

Для чего вообще нужен абсолютный энкодер

В машино- и станкостроении для осуществления правильного позиционирования систем контроля за передвижением постоянно требуются самые последние и точные позиционные данные. Благодаря своей способности в любой момент осуществлять присвоение точных и однозначных позиционных значений какой-либо угловой позиции или позиции перемещения абсолютные энкодеры стали одним из самых важных соединительных звеньев между механической частью машины и ее блоком управления.

Абсолютные энкодеры, цена на которые доступная, используют, когда точность определения как скорости, так и положения, отказоустойчивость и функциональная совместимость имеют большее значение, чем простота системы. Прибор способен «знать, где он» в отношении его положения в случае отключения питания системы и при перезапуске, если энкодер изменил позицию в отключенном от питания состоянии.

Эти датчики являются типичным выбором для применения в наиболее высокоточной технике, например, в станках с ЧПУ, медицинском оборудовании. Ключевым рынком является робототехника.  В производстве можно найти 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.

Разнообразие приложений для абсолютных энкодеров становится почти бесконечным, как на промышленном, так и на потребительском рынках. Благодаря высокой разрешающей способности абсолютные энкодеры SSI находят свое применение в самых различных задачах позиционирования в машино- и приборостроении.

Абсолютные датчики, применяемые всюду от автоматических ворот до заводской автоматики, являются высокоэффективными и все более бюджетным способом определения положения вала исполнительного механизма.