Inkrementālais kodētājs ir kodētāja ierīce, kas pārvērš vārpstas leņķisko kustību vai pozīciju analogā vai digitālā kodā, lai identificētu pozīciju vai kustību. Inkrementālie kodētāji ir viens no visbiežāk izmantotajiem rotējošajiem kodētājiem. Inkrementālos kodētājus var izmantot pozicionēšanas un motora ātruma atgriezeniskās saites lietojumos, tostarp servo/vieglajā, rūpnieciskajā vai lieljaudas lietojumos. Inkrementālie kodētāji nodrošina lielisku ātruma un attāluma atgriezenisko saiti, un, tā kā ir maz sensoru, sistēma ir vienkārša un lēta. Inkrementālie kodētāji sniedz tikai informāciju par izmaiņām, tāpēc kodētājiem ir nepieciešama atsauces ierīce, lai aprēķinātu kustību.
1. Kā darbojas inkrementālie kodētāji? Kā darbojas inkrementālie kodētāji!
Inkrementālie kodētāji nodrošina noteiktu impulsu skaitu viena kodētāja apgrieziena laikā. Izvade var būt viena impulsu līnija ("A" kanāls) vai divas impulsu līnijas ("A" un "B" kanāli), kas ir nobīdītas, lai noteiktu rotāciju. Šo fāzi starp diviem signāliem sauc par kvadratūru. Inkrementālajos optiskajos kodētājos tipisks komplekts sastāv no vārpstas komplekta, PCB un vāka. PCB satur sensoru masīvu, kas rada tikai divus galvenos pozīcijas un ātruma signālus.
Ar inkrementālajiem optiskajiem kodētājiem optiskais sensors nosaka gaismu, kad tā iet caur marķēto disku. Disks kustas, vārpstas komplektam griežoties, un informāciju PCB pārvērš impulsos. Inkrementālajiem magnētiskajiem kodētājiem optiskais sensors tiek aizstāts ar magnētisko sensoru, un rotējošais disks satur virkni magnētisko polu.
Pēc izvēles var nodrošināt papildu signālus:
Indeksa vai "Z" kanālu var nodrošināt kā impulsu uz apgriezienu signālu, lai pārbaudītu A un/vai B kanālu iestatīšanu un impulsu skaitīšanas pārbaudi. Šis indekss var būt ierobežots dažādos A vai B stāvokļos. Tas var būt arī bez vārtiem un ar dažādu platumu. Daži kodētāji var nodrošināt arī komutācijas (U, V, W) kanālus. Šie signāli sakrīt ar komutācijas tinumiem uz servomotora. Tie arī nodrošina, ka šo motoru draiveri vai pastiprinātāji pievada strāvu katram tinumam pareizā secībā un pareizajā līmenī.
2. Kādus produktus inkrementālais rotējošais kodētājs var aizstāt viens ar otru?
Lai gan inkrementālos kodētājus parasti izmanto daudzās atgriezeniskās saites lietojumprogrammās, atrisinātāji un absolūtās kodētāji piedāvā alternatīvas atkarībā no lietojumprogrammas prasībām un vides.
* Inkrementālais kodētājs un parsētājs
Rezolveri ir kodētāju elektromehāniski prekursori, kuru pamatā ir Otrā pasaules kara laikā iegūta tehnoloģija. Strāva rada magnētisko lauku gar centra tinumu. Ir divi savstarpēji perpendikulāri tinumi. Viens tinums ir fiksēts vietā, un otrs tinums kustas, objektam kustoties. Izmaiņas divu mijiedarbojošo magnētisko lauku stiprumā un stāvoklī ļauj atrisinātājam noteikt objekta kustību.
Rezolvera konstrukcijas vienkāršība ļauj tam uzticami darboties pat ekstremālos apstākļos, sākot no karsta un auksta temperatūras diapazona līdz starojuma iedarbībai un pat mehāniskiem traucējumiem, ko izraisa vibrācija un trieciens. Tomēr parsētāja piedošana pret avota un lietojumprogrammas komplektu ir saistīta ar viņu spēju strādāt sarežģītos lietojumprogrammu projektos, jo tas nevar nodrošināt pietiekami precīzus datus. Atšķirībā no inkrementālajiem kodētājiem, atrisinātāji izvada tikai analogos datus, kuru saskarnei var būt nepieciešama specializēta elektronika.
* Inkrementālais kodētājs un absolūtais kodētājs
Absolūtās kodēšanas ierīces darbojas vietās, kur ātrums un pozīcijas precizitāte, kļūdu tolerance un savietojamība ir svarīgākas par sistēmas vienkāršību. Absolūtais kodētājs spēj "zināt, kur tas atrodas", pamatojoties uz savu pozīciju sistēmas strāvas padeves pārtraukuma gadījumā, un tiek restartēts, ja kodētājs pārtraukuma laikā pārvietojas.
Pats absolūtais kodētājs zina pozicionēšanas informāciju — tam nav jāpaļaujas uz ārēju elektroniku, lai nodrošinātu kodētāja pozīcijas bāzes indeksu. Īpaši salīdzinājumā ar resolveriem un inkrementālajiem kodētājiem absolūto kodētāju skaidra priekšrocība ir tā, kā to pozicionēšanas precizitāte ietekmē kopējo lietojumprogrammu veiktspēju, tāpēc tas bieži vien ir izvēlēts kodētājs augstas precizitātes lietojumprogrammām, piemēram, CNC, medicīnai un robotikai.
3. Inkrementālā kodētāja izmantošana un pielietošana
Inkrementālie kodētāji ir izstrādāti tā, lai tie būtu daudzpusīgi un pielāgojami dažādiem lietojumiem. Trīs plašas lietojumprogrammu kategorijas, kuru pamatā ir vide, ir:
* Lieljaudas: skarba vide ar lielu piesārņojuma un mitruma potenciālu, augstākas temperatūras, trieciena un vibrācijas prasībām, kā tas redzams celulozes, papīra, tērauda un zāģmateriālu rūpnīcās.
* Rūpnieciskie pielietojumi: vispārēja rūpnīcas darbības vide, kurai nepieciešami standarta IP novērtējumi, mērens trieciens, vibrācijas un temperatūras specifikācijas, kā tas redzams pārtikas un dzērienu, tekstilizstrādājumu un vispārējās rūpnīcas automatizācijas rūpnīcās.
* Viegls/servo: kontrolēta vide ar augstas precizitātes un temperatūras prasībām, piemēram, robotika, elektronika un pusvadītāji.