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Durante il funzionamento del motore, il monitoraggio in tempo reale di parametri quali corrente, velocità di rotazione e posizione relativa dell'albero rotante nella direzione circonferenziale può determinare lo stato del corpo motore e del dispositivo trascinato e controllare ulteriormente la stato operativo del motore e dell'apparecchiatura in tempo reale, realizzando così molte funzioni specifiche come il servo e la regolazione della velocità. In questo caso, l'utilizzo dell'encoder come componente di misurazione front-end non solo semplifica notevolmente il sistema di misurazione, ma è anche preciso, affidabile e potente. L'encoder è un sensore rotativo che converte la posizione e lo spostamento della parte rotante in una serie di segnali digitali a impulsi. Questi segnali di impulso vengono raccolti ed elaborati dal sistema di controllo e vengono emesse una serie di istruzioni per regolare e modificare lo stato operativo dell'apparecchiatura. Se l'encoder è combinato con una cremagliera o una vite, può essere utilizzato anche per misurare la posizione e lo spostamento dei componenti del movimento lineare.
Un encoder è un dispositivo di misurazione di precisione che combina strettamente macchinari ed elettronica e codifica e converte segnali o dati per la comunicazione, la trasmissione e l'archiviazione dei dati del segnale. In base alle diverse caratteristiche, la classificazione degli encoder è la seguente:
Encoder comunemente usati per motori
Utilizzare direttamente il principio della conversione fotoelettrica per emettere tre gruppi di fasi A, B e Z dell'impulso ad onda quadra. La differenza di fase tra i due gruppi di impulsi A e B è di 90°, il che può facilmente determinare la direzione di rotazione; la fase Z ha un impulso per giro, che viene utilizzato per il posizionamento del punto di riferimento. I suoi vantaggi: principio e struttura semplici, vita meccanica media di oltre decine di migliaia di ore, forte capacità anti-interferenza, alta affidabilità, adatta per la trasmissione a lunga distanza. Svantaggio: è impossibile fornire l'informazione sulla posizione assoluta della rotazione dell'albero.
Un sensore che emette direttamente quantità digitali. Sul disco di codice circolare del sensore si trovano più tracce di codice concentriche in direzione radiale. Ogni traccia è composta alternativamente da settori trasmittenti e opachi. Il numero di settori nelle tracce di codice adiacenti è doppio. , il numero di canali di codice sul disco di codice è il numero delle sue cifre binarie. Su un lato del disco di codice si trova una sorgente luminosa e sull'altro lato si trova un elemento fotosensibile corrispondente a ciascun canale di codice; quando il disco del codice è in posizioni diverse, ogni elemento fotosensibile sia illuminato o meno, il segnale di livello corrispondente viene convertito per formare un numero binario.
La caratteristica di questo encoder è che non necessita di contatore e in qualsiasi posizione dell'albero rotante è possibile leggere un codice digitale fisso corrispondente alla posizione. Ovviamente, maggiore è il numero di tracce di codice, maggiore è la risoluzione. Per un codificatore con risoluzione binaria N bit, il suo disco di codice deve avere N tracce di codice. Attualmente in Cina sono disponibili codificatori assoluti a 16 bit.
È costituito da un disco di codice fotoelettrico con un albero al centro, sul quale sono presenti linee anulari e incise scure, che vengono lette da dispositivi fotoelettrici di emissione e ricezione, e quattro gruppi di segnali sinusoidali vengono ottenuti e combinati in A, B, C, D. Ciascuna onda sinusoidale Con una differenza di fase di 90 gradi (360 gradi rispetto a un ciclo), i segnali C e D vengono invertiti e sovrapposti alle fasi A e B per migliorare la stabilità del segnale; inoltre, viene emesso un impulso della fase Z per giro per rappresentare il bit di riferimento zero.
Gli encoder svolgono un ruolo estremamente importante negli ascensori, nelle macchine utensili, nella lavorazione dei materiali, nei sistemi di feedback del motore e nelle apparecchiature di misurazione e controllo. L'encoder utilizza un reticolo e una sorgente di luce infrarossa per convertire il segnale ottico in un segnale elettrico TTL (HTL) attraverso il ricevitore e riflette intuitivamente l'angolo di rotazione e la posizione di rotazione del motore attraverso l'analisi della frequenza del livello TTL e del numero di livelli alti.
Poiché l'angolo e la posizione possono essere misurati con precisione, l'encoder e il convertitore di frequenza possono essere utilizzati per formare un sistema di controllo a circuito chiuso per rendere il controllo più preciso. Questo è il motivo per cui gli ascensori e le macchine utensili possono essere utilizzati in modo così accurato.
5. Sommario
In sintesi comprendiamo che gli encoder si dividono in incrementali ed assoluti in base alla loro struttura. Convertono anche altri segnali, come i segnali ottici, in segnali elettrici che possono essere analizzati e controllati. Gli ascensori e le macchine utensili comuni nella nostra vita si basano solo sulla precisa regolazione del motore. Attraverso il controllo a circuito chiuso del segnale elettrico, l'encoder collabora con il convertitore di frequenza per ottenere naturalmente un controllo preciso.
Struttura dell'encoder
Poiché la differenza tra le fasi A e B è di 90 gradi, la rotazione avanti e indietro dell'encoder può essere giudicata confrontando se la fase A è davanti o la fase B è davanti e la posizione di riferimento zero dell'encoder può essere ottenuto tramite l'impulso di zero. I dischi codificati dell'encoder sono realizzati in vetro, metallo e plastica. I dischi codificati in vetro presentano sottili linee incise depositate sul vetro. Hanno una buona stabilità termica e un'elevata precisione. I dischi con codice metallico sono incisi direttamente con passaggio e senza passaggio e non sono facili da rompere. Tuttavia, poiché il metallo ha un certo spessore, la precisione è limitata e la sua stabilità termica è di un ordine di grandezza peggiore di quella del vetro. I dischi codificati in plastica sono economici e il loro costo è basso, ma la loro precisione, stabilità termica e durata sono peggiori.
Risoluzione: il numero di linee incise aperte o scure fornite dall'encoder per rotazione di 360 gradi è chiamato risoluzione, nota anche come divisione della risoluzione, o quante linee vengono pesate direttamente, generalmente da 5 a 10,000 linee per giro.
