В мире автоматизации, робототехнике, машины с ЧПУ и промышленным управлением термин «Энкодер» является краеугольным камнем точности и управления движением. Экодер - это электромеханическое устройство, которое преобразует движение или положение в электрический сигнал, который может быть прочитал устройством управления, таким как ПЛК (программируемый логический контроллер) или микроконтроллер. Энкодеры имеют основополагающее значение для современных производственных и инженерных приложений, что позволяет точно отслеживать движение и контроль обратной связи.
Понимание разницы между абсолютными и инкрементными энкодерами имеет решающее значение для инженеров, техников и системных интеграторов. Эти два типа энкодеров служат одной и той же фундаментальной цели, но функционируют по -разному, с различными последствиями для производительности, надежности, затрат и сложности системы.
В этой статье рассматриваются основные различия между абсолютными и инкрементными кодерами, углубляются в различные типы энкодеров и анализируют их приложения, особенно в системах подсчета и позиционирования. Мы также рассмотрим последние тенденции в области технологии Encoder и предоставим действенную информацию для выбора правильного кодера для вашего приложения.
Типы и технологии энкодеров
Энкодеры бывают разных форм на основе их конструкции, метода измерения и применения. Понимание этих типов помогает прояснить, где абсолютные и инкрементные кодеры вписываются в более широкий объем.
1. Линейный энкодер
Линейный энкодер измеряет положение объекта вдоль линейного пути. Обычно он состоит из датчика (чтения) и шкалы, которая может быть оптическим, магнитным, емкостным или индуктивным. Линейные кодеры широко используются в машинах с ЧПУ, точным метрологическим оборудованием и производством полупроводников.
Преимущества : высокая точность, обратная связь в реальном времени, подходящие для прямолинейного движения.
Приложения : координируйте измерительные машины, лазерные резаки и высокие точки.
2. Ротари (вал) энкодер
Вращающий энкодер , также известный как энкодер вала, преобразует угловое положение вращающегося вала в электрический сигнал. Существуют два основных подтипа: инкрементные вращающиеся кодеры и абсолютные вращающиеся кодеры.
Преимущества : компактные, универсальные, подходящие для моторных валов и вращающихся элементов.
Приложения : сервоприводы, роботизированные руки, лифтовые системы и ветряные турбины.
3. Положение кодера
Положение энкодер определяет точное местоположение механического компонента, будь то в линейной или вращательной системе. Это может быть либо абсолютным, либо постепенным, в зависимости от того, выводит ли он уникальное значение позиции или изменения в положении.
Преимущества : могут быть очень точными с минимальной задержкой.
Приложения : робототехника, автоматизация и системы управления обратной связью.
4. Оптический энкодер
Оптический энкодер является одной из наиболее распространенных технологий энкодера. Он использует массив источника света и фотоприемника в сочетании с кодированным диском или полосой. Свет проходит или отражает диск, и полученный сигнал интерпретируется для определения положения или движения.
Преимущества : высокое разрешение, меньшая восприимчивость к магнитным помехам.
Заявки : медицинские устройства, лабораторная автоматизация и точные инструменты.
Абсолютный энкодер против инкрементного энкодера
В основе дебатов кодера лежит сравнение между абсолютными и инкрементными технологиями. Оба предоставляют обратную связь о позиции или движении, но они значительно различаются в том, как они предоставляют эту информацию.
Что такое абсолютный энкодер?
Абсолютный энкодер генерирует уникальный двоичный или цифровой код, соответствующий каждой позиции вала. Это означает, что даже если власть теряется, энкодер может сохранить и сообщить о своей точной позиции при перезапуске.
Ключевые функции:
Каждая позиция имеет уникальный выход.
Потеря мощности не влияет на точность или удержание положения.
Обычно дороже, чем постепенные кодеры.
Предлагает однократные и многократные варианты.
Преимущества:
Нет необходимости в самонаде после потери мощности.
Идеально подходит для критически важных и высоких применений.
Обеспечивает детерминистическое поведение.
Примеры использования:
Что такое инкрементный энкодер?
Инкрементный энкодер генерирует импульсы, когда вал вращается. Эти импульсы учитываются для определения положения и направления. Тем не менее, он не сохраняет абсолютную позицию после того, как власть теряется и, как правило, требует домашней последовательности во время инициализации.
Ключевые функции:
Выходные импульсы (каналы A, B и Z).
Требует ориентировочной точки или дома.
Менее дорого и проще в реализации.
Предлагает очень высокое разрешение.
Преимущества:
Эффективный для базового управления движением.
Высокоскоростная производительность.
Простая интеграция с традиционными системами управления.
Примеры использования:
Таблица сравнения: Абсолют против инкрементных энкодеров
| Функция | абсолютного | инкрементного |
| Удержание позиции | Да (даже после потери мощности) | Нет |
| Выходной сигнал | Уникальный бинарный/цифровой код | Пульс -поезд (каналы A/B/Z) |
| Требуется домашняянг | Нет | Да |
| Разрешение | Высокий | Очень высоко |
| Расходы | Выше | Ниже |
| Сложность установки | От умеренного до высокого | Низкий |
| Идеальный вариант использования | Критическое, точное, точное применение | Базовый мониторинг движения и скорости |
Кодеры при подсчете приложений
Одним из наиболее распространенных применений для энкодера является подсчет или отслеживание движения. Будь то измерение количества революций, линейного смещения или угловых положений, как абсолютные, так и инкрементные энкодеры служат конкретной роли.
Подсчет с помощью постепенных энкодеров
Инкрементные кодеры идеально подходят для относительного отслеживания положения. Они выводят серию импульсов (A и B -каналов), которые можно подсчитать контроллером. Направление движения определяется разницей фаз между этими каналами.
Приложения :
Подсчет революций в двигателях
Мониторинг движения конвейерной ленты
Измерение скорости и ускорения
Плюсы :
Высокоскоростная генерация пульса
Интеграция с квадратурными счетчиками
Более простая логика и оборудование
Минусы :
Подсчет с абсолютными кодерами
Абсолютные кодеры обеспечивают точную позицию, которая может быть использована для логики на основе подсчетов, особенно там, где безопасность и надежность имеют первостепенное значение. Абсолютные энкодеры с несколькими поворотами могут отслеживать революции по нескольким поворотам, используя механизмы передачи или память, поддерживаемую батареей.
Приложения :
Плюсы :
Точное подсчет даже после потери мощности
Уменьшает потребность во внешних датчиках
Улучшает надежность системы
Минусы :
Выходные форматы энкодера для подсчета
| энкодера | энкодера | |
| Постепенный | A/B/Z квадратурные импульсы | Подсчет пульса |
| Одиночный абсолютный | Серый/двоичный код | Картирование прямого положения |
| Многообразовательный абсолют | Комбинированный код | Позиция + революция |
Заключение
Выбор между абсолютным энкодером и инкрементным энкодером зависит от потребностей приложения для точности, надежности и стоимости. В то время как оба типа кодеров преобразуют механическое движение в электрические сигналы, их принципы эксплуатации и варианты использования значительно различаются.
Абсолютные кодеры идеально подходят, когда потеря мощности не должна влиять на точность позиции, и где точная незмученная обратная связь имеет решающее значение. Напротив, инкрементные кодеры более подходят для высокоскоростных, экономически эффективных приложений, где относительное отслеживание движения достаточно.
В конечном счете, понимание различий между этими типами энкодеров помогает инженерам принимать обоснованные решения, оптимизировать производительность системы и поддерживать достоверность работы. С растущим внедрением промышленности 4.0, IoT и точной автоматизации, роль кодеров в современных системах будет продолжать расти.
Часто задаваемые вопросы
Для чего используется энкодер?
Кодер используется для преобразования механического движения или положения в электронный сигнал для мониторинга или управления. Приложения включают робототехнику, машины с ЧПУ, лифты и промышленную автоматизацию.
Что лучше: абсолютный или инкрементный энкодер?
Это зависит от приложения. Абсолютные кодеры лучше для систем, нуждающихся в удержании положения после потери мощности. Инкрементные энкодеры лучше для высокоскоростных, чувствительных к стоимости приложений.
Можно ли преобразовать инкрементный энкодер в абсолютный?
Нет, потому что инкрементные энкодеры предоставляют только относительные данные положения. Тем не менее, вы можете добавить внешние системы отслеживания или использовать программную логику для приблизительного абсолютного позиционирования, хотя это не так надежно.
Требуются ли кодеры калибровки?
Большинство энкодеров не требуют калибровки, но интеграция в систему может потребовать выравнивания или дома, особенно для постепенных кодеров.
Что такое абсолютный энкодер с несколькими оборотами?
Абсолютный энкодер с несколькими разворотами отслеживает как угол вала, так и количество полных оборотов. Он использует внутренние счетчики или системы передачи, чтобы обеспечить уникальный код для каждой позиции в течение нескольких поворотов.
Каково разрешение энкодера?
Резолюция Encoder относится к количеству отдельных позиций, которые он может обнаружить на революцию или единицу движения. Он измеряется в импульсах на революцию (PPR) для инкрементных кодеров и битов для абсолютных кодеров.
