Kodavimo įrenginiai – sukimosi kampo jutikliai

Įvairių tipų pramoninėje įrangoje pozicionavimas atliekamas naudojant paprastos išvaizdos įrenginius – koduotuvus (arba, kitaip tariant, kampo jutiklius).

Koderiai naudojami linijiniam arba sukamajam judesiui konvertuoti į dvejetainį skaitmeninį signalą. Koderis – įrenginys, kurio velenas yra prijungtas prie tiriamo objekto besisukančio veleno ir užtikrina elektroninį pastarojo sukimosi kampo valdymą. Pagal veikimo principą kodavimo įrenginiai skirstomi į optinius ir magnetinius.

Ant optinio kodavimo įrenginio veleno yra diskas su nutrūkstančiais langais aplink perimetrą, prieš kurį yra šviesos diodas ir fototranzistorius, kurie užtikrina išėjimo signalo formavimąsi. stačiakampiai impulsų traukiniai su dažniu, proporcingu tiek langų skaičiui, tiek disko / veleno sukimosi greičiui. Impulsų skaičius rodo sukimosi kampą.

Optinius koduotuvus galima įsigyti kaip inkrementinius ir absoliučius koduotuvus.

Inkrementiniai kodavimo įrenginiai turi nutrūkstamą diską su daugybe tokio pat dydžio langų kaip bazinis spindulys ir dviem rodmenimis optronai, kuri leidžia fiksuoti tiek sukimosi kampą, tiek veleno sukimosi kryptį.Papildomame disko spindulyje yra vienas pertraukos langas ir atitinkamas optronas, kuris apibrėžia pradinę padėtį (namą).

Neigiamas sukimo momentas – Inkrementiniai davikliai nuskaito santykinį sukimosi kampą, kurio informacija neišsaugoma, kai sukimasis sustabdomas. Jų pranašumai yra dizaino paprastumas (ir atitinkamai maža kaina) esant didelei skiriamajai gebai ir dideliam veikimo dažniui.

Didesnio patvarumo inkrementiniai kodavimo įrenginiai yra skirti pramoniniam pritaikymui – mechanikos inžinerijoje, valcavimo staklynuose, laivų statyboje, tekstilės, avalynės, medžio apdirbimo srityse. Tokiems kodavimo aparatams lemiami parametrai yra skiriamoji geba sukimosi kampu, galimybė dirbti aukštais dažniais, aukštas apsaugos laipsnis, kad atlaikytų atšiaurias aplinkos sąlygas.

Diskas su linijomis arba įpjovomis, kurios pertraukia šviesos spindulį į optinį jutiklį. Elektroninė grandinė atpažįsta pluošto trūkimus ir generuoja skaitmeninius išvesties impulsus iš kodavimo įrenginio.

Kodavimo diskas – įtaisas veleno kampiniams poslinkiams konvertuoti į skaitmeninę formą. Kodavimo diskui taikomas geometrinis skaitmeninio kodo vaizdas. Kodo bitų simboliai taikomi koncentriniame takelyje, o mažiausiai reikšmingi (mažiau reikšmingi) bitai yra arčiau periferijos.

Priklausomai nuo kodo nuskaitymo būdo (kontaktinis, fotoelektrinis, elektromagnetinis, indukcinis, elektrostatinis ir kt.), kodo geometrinis vaizdas susideda iš elektrai laidžio ir elektrai izoliuoto, skaidraus ir nepermatomo, magnetinio ir nemagnetinio ir kt.

Labiausiai paplitę buvo kodavimo diskai su dvejetainio kodo atmainomis, kurie pašalina klaidų atsiradimą kertant atskirų atskirų sekcijų ribas, kai vienus bitus galima nuskaityti vienoje ribos pusėje, o kitus – kitoje (dėl netikslaus įdiegimo). išimamų įrenginių arba dėl ne vienu metu nuskaitomo kodo, kai diskas sukasi. Šie kodai apima vadinamąjį Fau kodą (Barkerio kodą) ir Reflex kodą (Grey kodą).

Kai kurie optiniai rotaciniai kodavimo įrenginiai naudoja atspindintį kodavimo diską. Šiame diske yra kintamos sekcijos, kurios sugeria arba atspindi šviesą, o šviesos šaltinis kartu su imtuvu yra vienoje disko pusėje. Jei yra tik vienas šviesos šaltinis ir imtuvas, jutiklio impulsų seka leidžia sužinoti, kiek žingsnių diskas pasisuko, palyginti su ankstesne padėtimi.

Jutiklis negali pasakyti sukimosi krypties, bet jei pridėsite antrą šaltinio ir imtuvo porą, kuri yra 90 fazės nuo pirmosios, tada mikrovaldiklis galės nustatyti disko sukimosi kryptį pagal fazių skirtumą tarp treniruoja pulsą.

Reikėtų prisiminti, kad bet kuri sistema, kuri aptinka santykinį disko sukimąsi, bet negali išmatuoti jo absoliučios kampinės padėties, yra prieauginis koduotuvas.

Absoliutus koduotuvas turi nenutrūkstamą diską su skirtingų spindulių koncentriniais langais, kurių santykinius dydžius lemia dvejetainis kodas ir kurie skaitomi vienu metu, suteikiant užkoduotą išvesties signalą kiekvienai kampinei padėčiai (Gray kodas, dvejetainis kodas...).

Tokiu atveju galima gauti duomenis apie momentinę veleno padėtį be skaitmeninio skaitiklio arba grįžti į pradinę padėtį, nes išėjimas turi koduotą žodį „n bit“, apsaugotą nuo elektros triukšmo.

Absoliutus koduotuvai naudojami programose, kurioms reikia ilgą laiką saugoti įvesties duomenis, tačiau jie yra sudėtingesnio dizaino ir brangesni.

Absoliutaus kodavimo įrenginiai su lauko magistralės sąsaja turi išvesties sąsają lauko magistralės ryšiui pagal CANopen, ProfiBus, DeviceNet, Ethernet, InterBus standartus ir naudoja dvejetainį kodą sukimosi kampui nustatyti. Aukščiau pateiktos ryšio sąsajos yra programuojamos pagal daugybę parametrų: pvz., sukimosi kryptis, impulsų skiriamoji geba per apsisukimą, duomenų perdavimo sparta.

Ant variklio veleno sumontuoti kodavimo įrenginiai efektyviai užtikrina tikslų padėties valdymą. Tokie koduotuvai dažniausiai gaminami „skylės“ versijoje, o specialios movos yra svarbūs jų konstrukcijos elementai, leidžiantys kompensuoti variklio veleno atstumą.

Padėties nustatymas aukščiau nurodytomis sąlygomis efektyviausiai suteikia magnetinį kodavimo įrenginį, kuriame veleno kampinio poslinkio pavertimas elektroniniu signalu atliekamas nekontaktiniu būdu, remiantis Holo efektu, nesusijęs su optinio smulkintuvo sukimu viduje. jutiklis ir leidžia apdoroti signalą iki 60 000 aps./min. greičiu.

Magnetiniame kodavimo įrenginyje išorinio veleno, ant kurio pritvirtintas nuolatinis cilindrinis magnetas, greitą sukimąsi suvokia Hall jutiklis, sujungtas ant vieno puslaidininkio kristalo su signalo apdorojimo valdikliu.

Kai nuolatinio magneto poliai sukasi virš mikroschemos su Salės jutiklis kintamasis magnetinės indukcijos vektorius indukuoja Holo įtampą, kurioje yra informacija apie veleno sukimosi kampo momentinę vertę. Mikrovaldiklis užtikrina greitą Hall įtampos konvertavimą į padėties kampo parametrą.

Tokio konvertavimo galimybė be tiesioginio mechaninio magneto ir Holo jutiklių elementų sujungimo yra pagrindinis magnetinių kodavimo įrenginių privalumas, užtikrinantis aukštą patikimumą ir ilgaamžiškumą bei leidžiantis efektyviai dirbti didelės spartos srityse, susijusiose su pramonės automatizavimu, spausdinimu, metalo apdirbimu. , matavimo ir matavimo įranga.