Як свого роду пристрій перетворення сигналу, кодер широко використовується в нашому житті.
У перегонах інтелектуальних автомобілів необхідно використовувати кодер для визначення миттєвої швидкості моделі автомобіля та реалізувати контроль швидкості моделі автомобіля за замкнутим контуром зворотного зв’язку, щоб плата керування автомобілем могла виконувати інструкції, надані програмне забезпечення відповідно до змін траси та дорожніх умов, таких як прискорення, уповільнення, повороти тощо.
У небесних дослідженнях вчені використовують великі астрономічні телескопи для відстеження зірок, астрономічні телескопи для досягнення певної точності контролю швидкості, необхідно вибрати відповідний кодер. Однак вимоги до кодера зараз дуже високі. Наприклад, коли зіркова швидкість становить 0.004 відсотка, роздільна здатність кодера становить 26 біт, щоб відповідати вимогам вимірювання швидкості.
Крім того, існують кодери для ліфтів, кодери для верстатів, кодери для серводвигунів і так далі, можна сказати, що кодери є всюди.
Від крокового двигуна до інтелектуальної системи, як вибрати кодер?
Отже, що ж таке кодер?
За визначенням, кодер — це пристрій, який компілює сигнали (наприклад, бітові потоки) або дані у форму сигналів, які можна передавати, передавати та зберігати.
Просте розуміння полягає в тому, щоб перетворювати сигнали, які люди не можуть безпосередньо зрозуміти, у сигнали, які ми, люди, можемо безпосередньо зрозуміти, щоб ми могли контролювати обладнання чи пристрої.
Датчик відповідно до методу масштабування та форми вихідного сигналу можна розділити на інкрементний, абсолютне значення, змішаний тип.
Інкрементний і абсолютний більш поширені, але різниця між ними стала важкою проблемою для більшості користувачів.
Тому тут порівнюються лише додаткові та абсолютні значення, щоб користувачі могли зробити кращий вибір у майбутньому.
По-перше, вони працюють по-різному:
1. Принцип роботи інкрементального кодера:
Інкрементальний кодер перетворює зсув у періодичний електричний сигнал, а потім перетворює електричний сигнал у імпульс підрахунку, використовуючи кількість імпульсів для представлення розміру зсуву.
Візьмемо розлив води, щоб описати, інкрементний кодер схожий на те, що знайдіть чашку невідомого розміру та налийте в неї воду, коли наповните один раз, спорожніть чашку один раз, потім налийте воду та, нарешті, обчисліть відстань відповідно до кількості разів, коли чашка заповнений.
З точки зору структури, інкрементний кодер складається із з’єднувального вала, кодової пластини, джерела світла та вихідного контуру. Насправді кодер в основному це композиція, далі повторюватися не буду.
Інкрементний кодер отримує чотири групи сигналів синусоїдальної хвилі від фотопередавальних і приймальних пристроїв, які об’єднані в A, B, C і D відповідно. Кожна синусоїда має різницю фаз 90 градусів, а чотири групи мають різницю фаз 360 градусів (тобто один цикл). Сигнали C і D міняються місцями та накладаються на фази A і B, щоб підвищити стабільність сигналу; Крім того, імпульс Z-фази виводиться на кожному повороті, щоб представити нульовий опорний біт.
Оскільки різниця між фазою A та фазою B становить 90 градусів, прямий і зворотний кодер кодера можна визначити, порівнюючи, які фази A та фаза B передують.
Нульовий опорний біт кодера може бути отриманий нульовим імпульсом. Такі параметри, як відстань і кут, обчислюються через нульові опорні біти та кількість імпульсів.
2. Принцип роботи абсолютного кодера
На кодовій табличці абсолютного датчика є багато ліній для розташування кожної позиції на датчику. Оскільки кожна позиція різна, вам потрібно знати лише початкову та кінцеву позиції, щоб знати зсув, а не весь час підраховувати, як інкрементальний кодер.
Як приклад наливання води, абсолютний кодер візьме більшу чашку з вагою, наллє в неї воду та обчислить відстань на основі початкової та кінцевої шкал.
З точки зору структури, існує багато ліній оптичних каналів на оптичній кодовій пластині абсолютного кодера, і кожна лінія розділена на 2, 4, 8, 16 ліній.... Розташовані таким чином, що в будь-якій позиції кодер, унікальний набір двійкових кодів (кодів Грея) від 2 до нульового ступеня до 2 у степені n-1 можна отримати шляхом зчитування відкритого та темного кожного вигравіруваного рядка, який є n- бітовий абсолютний кодер.
Такий кодер визначається механічним положенням (початкове та кінцеве положення) оптичної кодової пластини, тому на нього не впливатимуть збої живлення та зовнішні перешкоди, що також є однією з чудових характеристик абсолютного кодера.
Завдяки цій функції абсолютний кодер не потребує пам’яті, контрольної точки не змінюється, і йому не потрібно весь час рахувати. Таким чином, характеристики захисту від перешкод кодера та надійність даних значно покращуються.
Виходячи з конструкції абсолютного кодера, він повинен зіткнутися з проблемою: підрахунок до максимального значення.
Для вирішення цієї проблеми з'являється багатооборотний абсолютний енкодер.
Для багатооборотного абсолютного кодера існують такі три загальні схеми конструкції:
Перший, усередині кодера, використовує механічні шестерні для з’єднання кількох валів для обчислення загальної кількості обертів.
Візьміть воду для розливу, градуйовану чашку, згадану раніше. Коли ця чашка заповниться, знайдіть більшу градуйовану чашку, перелийте воду з меншої чашки у більшу чашку і, нарешті, додайте дві чашки, щоб обчислити відстань.
Другий — використовувати електронний лічильник і конденсатор для підрахунку загальної кількості витків.
Від крокового двигуна до інтелектуальної системи, як вибрати кодер?
Знову візьмемо приклад наливання води, цього разу, коли градуйована чашка заповнена, вилийте воду та використовуйте лічильник, щоб виміряти, скільки разів вона наповнювалася, і, нарешті, обчисліть відстань, додавши лічильник і чашку.
Третій, у деяких магнітних кодувальниках, використовує лінію Вейгена та використовує ефект Вейгена для підрахунку.
За всі три вищевказані методи потрібно заплатити певну ціну, наприклад, за перший, через використання механічного механізму, тому він призведе до зносу кодера, знижуючи точність.
Що стосується схеми багатокільцевого датчика абсолютного значення, то вона тут не описана, і зацікавлені друзі можуть піти перевірити відповідну інформацію.
Через різний принцип роботи та механічний склад, вони мають дві дуже великі відмінності:
1, увімкнення та вимкнення пам’яті відрізняються
Інкрементальний кодер не має пам’яті, і перезапуск у разі відключення живлення повинен повернутися до еталонного нульового положення, щоб знайти необхідне положення, і відключення живлення має перезапускатися щоразу.
Найпоширенішим інкрементним кодувальником є позиціонування сканера принтера. Кожного разу, коли принтер увімкнено, ми можемо почути тріск, який насправді означає, що принтер шукає контрольну нульову точку, після якої він може працювати.
Абсолютний кодер має пам'ять, відключення живлення перезапускається без повернення до нуля, ви можете знати місцезнаходження цілі. Завдяки цьому абсолютний кодер не буде порушений у процесі, а його характеристики захисту від перешкод і надійність даних значно покращуються.
2, кодова табличка інша
Оскільки метод підрахунку в двох не однаковий, тому кодова табличка у двох також дуже відрізняється.
Різниця кодової пластини є однією з найбільших відмінностей між абсолютним кодером і інкрементальним кодером.
Крім зазначених вище відмінностей, між абсолютними кодерами та інкрементальними кодерами є багато невеликих відмінностей:
3, вихідний сигнал інший
Інкрементний кодер видає імпульсний сигнал, тоді як абсолютний кодер виводить набір двійкових значень.
4, кількість різних обмежень
Кількість оборотів інкрементального датчика не обмежена, тоді як абсолютний енкодер не може перевищувати діапазон обертів.
5, поле застосування не зовсім те саме
З пам’яттю точок зупину або без неї інкрементний кодер і абсолютний кодер дуже відрізняються в області застосування. Інкрементний кодер більше підходить для визначення швидкості, відстані або напрямку руху, тоді як абсолютний кодер все ширше використовується в галузі позиціонування промислового керування завдяки своїм характеристикам.
6. Ціна різна
Через відмінні характеристики абсолютного кодера ціна вище, ніж інкрементного кодера.
Зважаючи на різницю між ними, давайте розглянемо, на які елементи потрібно звернути увагу при виборі кодера:
Чи потрібне відключення електроенергії для обслуговування
Абсолютні кодери повинні використовуватися, якщо необхідна безперервна перевірка.
Необхідна точність вимірювання
Відносно кажучи, точність абсолютного кодера вища, ніж інкрементного кодера.
Резолюція резолюції
Роздільна здатність енкодера, тобто кількість імпульсів, які видає енкодер, коли вал ротора двигуна обертається один раз. Роздільна здатність є одним із найважливіших факторів, що впливають на ефект вимірювання швидкості.
Необхідна максимальна швидкість
Методи вимірювання швидкості кодерів поділяються на три категорії: метод T, метод N і метод M/T.
Загалом, метод T має найкращий ефект у зоні низької швидкості, а метод M кращий, ніж метод T у зоні високої швидкості. Хоча метод M/T набагато вищий, ніж метод M і T, у більшості випадків його точність вимірювання швидкості також краща, ніж у двох інших методів.
Необхідний матеріал кодової таблички
Матеріали кодової пластини кодера - скло, метал, пластик.
Від крокового двигуна до інтелектуальної системи, як вибрати кодер?
Скляна кодова пластина нанесена на скло дуже тонкою гравірованою лінією, її термічна стабільність хороша, висока точність.
Металева кодова пластина проходить безпосередньо через лінію гравірування, її нелегко зламати, але оскільки метал має певну товщину, це може вплинути на точність, його термічна стійкість набагато гірша, ніж у скла.
Пластикова кодова табличка економічна, її вартість невисока, але гірше точність, термостійкість, довговічність.
Вибір кодера на додаток до перерахованих вище факторів, але також багато інших факторів, зокрема на основі використання випадку та середовища, щоб зробити вибір.
Найкращий варіант — зв’язатися безпосередньо з виробником, повідомити йому про свої потреби та проблеми, і вони дадуть вам добру пораду. У цей момент ви можете розглянути їхні пропозиції на основі власного розуміння.
