Codificación, clasificación y aplicación del codificador

Un codificador es un dispositivo que compila y convierte una señal (como una secuencia de bits) o datos en un formulario que puede usarse para la comunicación, la transmisión y el almacenamiento. El codificador convierte un desplazamiento angular o un desplazamiento lineal en una señal eléctrica, el primero se llama rueda de código y la última se llama regla de código. Según el modo de lectura, el codificador se puede dividir en tipo de contacto y tipo de no contactos; Según el principio de trabajo, el codificador se puede dividir en dos tipos: tipo incremental y tipo absoluto. El codificador incremental convierte el desplazamiento en una señal eléctrica periódica, que luego se convierte en un pulso de conteo, y el número de pulsos se usa para representar la magnitud del desplazamiento. Cada posición del codificador absoluto corresponde a un cierto código digital, por lo que su indicación solo está relacionada con las posiciones de inicio y final de la medición, independientemente del proceso intermedio de la medición.

Según el principio de detección, el codificador se puede dividir en óptico, magnético, inductivo y capacitivo. De acuerdo con su método de calibración y forma de salida de señal, se puede dividir en tres tipos: incremental, absoluto e híbrido.

1.1 Codador incremental El codificador incremental genera directamente tres conjuntos de pulso de onda cuadrada A, B y Z por principio de conversión fotoeléctrica; La diferencia de fase entre los pulsos A y B es de 90 grados, de modo que la dirección de rotación se puede determinar fácilmente. La fase Z es un pulso por revolución y se usa para posicionamiento del punto de referencia. Su ventaja es que la estructura principal es simple, la vida mecánica promedio puede ser más de decenas de miles de horas, la capacidad anti-interferencia es fuerte, la confiabilidad es alta y es adecuada para la transmisión de larga distancia. La desventaja es que la información de posición absoluta de la rotación del eje no se puede emitir.

1.2 Encoder absoluto El codificador absoluto es un sensor digital de salida directa. Hay varios discos concéntricos en la dirección radial en su disco circular. Cada carril tiene un sector transparente y opaco. El árbol del sector del canal de código adyacente se duplica. El número de canales de código en la rueda de código es el número de bits de su dígito binario. En un lado del disco está la fuente de luz, y en el otro lado, hay un elemento fotosensible correspondiente a cada canal de código. Cuando el disco está en diferentes posiciones, cada elemento fotosensible convierte una señal de nivel correspondiente de acuerdo con si está iluminado o no, y forma un número binario. La característica de este tipo de codificador es que no requiere un contador, y un código digital fijo correspondiente a la posición se puede leer en cualquier posición del eje giratorio. Obviamente, ¿tienes que decir N? En la actualidad, hay 16 productos codificadores absolutos en China.

1.3 Encoder híbrido híbrido híbrido Encoder absoluto, que genera dos conjuntos de información, se utiliza un conjunto de información para detectar la posición del polo magnético, con la función de información absoluta; El otro conjunto es completamente la misma que la información de salida del codificador incremental.

La diferencia entre el codificador incremental y el codificador absoluto

1, Medición de ángulo

El simulador de conducción del automóvil utiliza un codificador fotoeléctrico como sensor para medir el ángulo de dirección del volante. El instrumento de medición de gravedad adopta un codificador fotoeléctrico y conecta su eje giratorio con el eje de la perilla de compensación del instrumento de medición de gravedad. El medidor de ángulo de torsión utiliza el codificador para medir el cambio del ángulo de torsión, como la máquina de prueba de torsión y la prueba de pesca de torsión de la caña de pesca. La máquina de prueba de impacto del péndulo utiliza el codificador para calcular el impacto como un cambio en el ángulo de swing.

2, medición de longitud

El medidor usa la circunferencia del rodillo para medir la longitud y la distancia del objeto.

El sensor de desplazamiento del cable mide la distancia de longitud del objeto utilizando la circunferencia de la rueda de devanado.

La medición directa de acoplamiento se combina con el huso de la unidad de potencia que impulsa el desplazamiento lineal y se mide por el número de pulsos de salida.

Detección de medios, en la rejilla recta, la rueda dentada de la cadena de la cadena giratoria, la polea de sincronización, etc. para transmitir información de desplazamiento lineal.

3, Medición de velocidad

Velocidad de línea, midiendo la velocidad de línea de la línea de producción conectando al medidor

Velocidad angular, midiendo la velocidad de un motor, eje, etc. por un codificador

4, Medición de posición

En el lado de la máquina, la posición de coordenadas de cada punto de coordenada de la máquina herramienta, como una prensa de perforación, etc.

En términos de control de automatización, el control realiza la acción especificada en la posición pastoral. Tales como ascensores, polipastos, etc.

5, control sincrónico

A través de la velocidad angular o la velocidad lineal, el enlace de transmisión se controla sincrónicamente para lograr el control de la tensión.

1, Principio de trabajo:

Un disco de código óptico con un eje en el centro, con un pase anular y una línea grabada oscura, leída por un dispositivo de transmisión y recepción fotoeléctrica, y cuatro conjuntos de señales de onda sinusoidal se combinan en A, B, C, D, cada seno onda una diferencia de fase de 90 grados (360 grados en relación con un ciclo), revierta las señales C y D, superpuestas en las fases A y B para mejorar la señal estable; y emitir un pulso de fase Z por revolución para representar el bit de referencia cero.

Dado que las dos fases A y B están 90 grados fuera de fase, el codificador se puede obtener comparando la fase A antes o la fase B para determinar la rotación hacia adelante e inversa del codificador, y el pulso de referencia cero se puede usar para obtener La posición de referencia cero del codificador.

El material del disco del código del codificador es vidrio, metal y plástico. El disco del código de vidrio se deposita en el vidrio con una línea grabada muy delgada. La estabilidad térmica es buena y la precisión es alta. El disco del código de metal se pasa directamente y la línea no está rota. Sin embargo, debido al cierto grosor del metal, la precisión es limitada y su estabilidad térmica es un orden de magnitud peor que el del vidrio. El disco del código de plástico es económico y su costo es bajo, pero la precisión, la estabilidad térmica y la vida son pobres. .

Resolución: el número de pases o líneas oscuras que el codificador proporciona a 360 grados por revolución se llama resolución, también conocida como indexación de resolución, o líneas numeradas directamente, típicamente de 5 a 10000 líneas por revolución.

2, Salida de señal:

La salida de la señal tiene una onda sinusoidal (corriente o voltaje), onda cuadrada (TTL, HTL), colector abierto (PNP, NPN), Tipo de empuje, TTL es una unidad diferencial de línea larga (Symétrico A, A-; B, B -; Z, Z-), HTL también se llama Push-Pull, Salida Push-Pull, la interfaz del dispositivo receptor de señal del codificador debe corresponder al codificador.

Conexión de señal: la señal de pulso del codificador generalmente está conectada al contador, PLC, computadora. Los módulos conectados al PLC y la computadora se dividen en módulos de baja velocidad y módulos de alta velocidad. La frecuencia de conmutación es baja y alta.

Tales como conexión monofásica, para contar una sola dirección, medición de velocidad de dirección única.

AB Conexión de dos fases, utilizada para contar hacia adelante y hacia atrás, a juzgar la medición de avance y reversa y velocidad.

A, B, Z Conexión trifásica para la medición de posición con corrección de posición de referencia.

A, A-, B, B-, Z, la conexión Z, debido a la conexión con una señal negativa simétrica, la corriente contribuye al campo electromagnético del cable es 0, la atenuación es mínima, la anti-interferencia es óptima , y la larga distancia se puede transmitir.

Para los codificadores TTL con una salida de señal negativa simétrica, la señal puede viajar hasta 150 metros.

Para los codificadores HTL con una salida de señal negativa simétrica, la distancia de transmisión de la señal es de hasta 300 metros.

3, El problema del codificador incremental:

Los codificadores incrementales tienen un error acumulativo de punto cero, el anti-interferencia es pobre, el equipo receptor debe ser apagado y la potencia debe cambiarse a cero o posición de referencia. Estos problemas se pueden resolver utilizando un codificador absoluto.

Aplicación general de codificadores incrementales:

Medición de velocidad, midiendo la dirección de rotación, midiendo el ángulo de movimiento, la distancia (relativa).

Hay muchas líneas de grabado de canales ópticos en el disco óptico del codificador absoluto. Cada línea está dispuesta en 2 líneas, 4 líneas, 8 líneas, 16 líneas ... para que cada posición del codificador sea leída por cada línea. El pase y la oscuridad de la retícula, obtienen un código binario único (código gris) del poderoso poder de 2 a la potencia N-1 de 2, que se llama codificador absoluto de N-bit. Tal codificador está determinado por la posición mecánica del disco de código óptico, y no se ve afectado por cortes de energía e interferencia.

Los codificadores absolutos son únicos en cada posición determinada por la posición mecánica. No necesitan ser recordados, no necesitan encontrar un punto de referencia y no tienen que contar todo el tiempo, cuándo conocer la posición y cuándo leer su posición. De esta manera, las características anti-sacudidas del codificador y la confiabilidad de los datos mejoran en gran medida.

Desde codificadores absolutos de un solo giro a codificadores absolutos múltiples

Gire el codificador absoluto de giro único para medir las líneas del escriba del codificador fotoeléctrico en rotación para obtener el código único. Cuando la rotación excede los 360 grados, el código vuelve al origen, que no se ajusta al principio de codificación absoluta. El código solo se puede utilizar para mediciones dentro de un rango de 360 ​​grados de rotación, llamado codificador absoluto de vuelta única.

Si desea medir el rango de rotación de más de 360 ​​grados, debe usar un codificador absoluto múltiple.

El fabricante del codificador utiliza el principio del mecanismo de engranaje de reloj. Cuando la rueda del código central gira, el engranaje conduce otro conjunto de ruedas de código (o conjuntos de engranajes, múltiples conjuntos de discos de código), y el número de giros aumenta sobre la base de la codificación de giro único. Codificando para expandir el rango de medición del codificador, un codificador absoluto de este tipo se llama codificador absoluto múltiple, que también se determina mediante la determinación de la posición mecánica, y cada código de posición es único y no es necesario memorizar.

Otra ventaja del codificador múltiple es que debido al gran rango de medición, el uso real a menudo es más rico, por lo que no es necesario encontrar un punto cero durante la instalación, y se usa una posición intermedia como punto de partida que Simplifica enormemente la dificultad de la instalación y la depuración.