абсолютный энкодер и инкрементальный в чем разница

Принцип работы инкрементного и абсолютного энкодера

В статье вы узнаете, что такое энкодер, какие он может измерять величины. Узнаете что такое инкрементальный и абсолютный энкодер. Познакомитесь с классификацией по принципу действия. А также узнаете на какие характеристики энкодеров нужно обращать внимание при выборе. Напоследок, небольшой список производителей.
Вы также можете посмотреть другие статьи. Например, «Датчики измерения давления» или «Относительная влажность воздуха».

Что такое энкодер

Энкодеры имеют широкую сферу применения в печатной промышленности, металлообработке, лифтовой технике, автоматах для фасовки, упаковки и розлива, в испытательных стендах, а также в роботах и прочих машинах, требующих точной регистрации показателей движения частей. Они практически полностью заменили широко распространенные ранее сельсины.

Типы энкодеров

Выделяют следующие типы энкодеров: инкрементальные (инкрементные) и абсолютные.

Инкрементальный энкодер

Абсолютный энкодер

Абсолютный энкодер выдает цифровой код, различный для каждого положения объекта, позволяет определять угол поворота оси даже в случае исчезновения и восстановления питания и не требует возвращения объекта в начальное положение, что является несомненным преимуществом этого типа энкодеров. Так как угол поворота всегда известен, то счетчик импульсов в этом случае не нужен. Сигнал абсолютного энкодера не подвергается помехам и вибрации и тем самым для него не нужна точная установка вала. Абсолютный энкодер используется в высокоточных системах: робототехника, станки с числовым программным управлением и др.

Классификация по принципу действия

По принципу действия различают:

Оптические

Рис. Схема оптического энкодера.

Конструкция оптического энкодера состоит из специального оптического диска, светоизлучающего диода и фотодетектора. Диск с нанесенной оптической шкалой (поверхность диска состоит из прозрачных и непрозрачных участков) жестко закрепляется на валу. При вращении объекта специальный датчик считывает информацию и преобразовывает ее в импульсы.

Магнитные

Рис. Схема магнитного энкодера.

Магнитный энкодер включает в себя вал с магнитом и датчиком Холла, который регистрирует последовательность прохождения магнитных полюсов (северные и южные) и измеряет скорость и направление вращения.

Магниторезисторные

Рис. Схема магниторезистивного энкодера.

Магниторезистивный энкодер состоит из катушки помещенной в магнитное поле, катушка закрепляется на валу. При вращении катушки ее витки будут изменять положение относительно поля, они будут то пералельны полю, то перпенликулярны, соответсвенно ток в катушке будут меняться. Таким образом, протекащий через катушку ток будут изменяться в зависимости от угла поворота вала.

Параметры, на которые необходимо обратить внимание при выборе энкодеров

При выборе энкодера следует обратить внимание на следующие параметры:

Производители

Если вам понравилась статья нажмите на одну из кнопок ниже

Источник

Инкрементные (квадратурные) и абсолютные энкодеры. Код Грея.

С помощью одного светодиода и одного фототранзистора можно измерять скорость вращения или перемещение без учета направления вращения. Такой датчик сложно назвать энкодером, так как, при реверсе нет возможности точно определить положение или направление вращения. Это просто датчик скорости вращения.

Конструктивное исполнение датчиков вращения:

Энкодеры подразделяются на инкрементальные энкодеры (квадратурные энкодеры) и абсолютные энкодеры. Инкрементальные энкодеры, формируют импульсы, по которым принимающее устройство определяет текущее координаты путем подсчета числа импульсов. Для привязки системы отсчета к началу координат инкрементальные датчики перед началом работы должны быть установлены в начальное положение.

В старых компьютерных мышках, в которых применялся шарик, присутствовали два аналогичных энкодера. В них использовались специальные фототранзисторы «2 в одном»:

В нашей конструкции мы используем два отдельных фототранзистора:

Иногда требуется знать положение сразу после включения устройства. Т.е. нет технической возможности вывести устройство в исходное положение и затем по количеству «кликов» оценить положение.

Исходный растр диска:

разбит на два диска:

Между дисками установлена двусторонняя плата со светодиодами, за дисками фототранзисторы. Таким образом были уменьшены габариты.

Внимательный читатель мог заметить, что растр кодового диска абсолютного энкодера не соответствует обычному двоичному коду. В энкодерах применяют специальный код Грея.

Что такое код Грея? Представьте себе некоторое устройство, скажем датчик положения, которое выдает положение в двоичном виде по трем проводам. На выходе могут быть следующие комбинации в двоичном коде:

000 001 010 011 100 101 110 111

Источник

Абсолютный и инкрементальный энкодеры

Что же такое «Энкодер»? А это контроллер или сенсор серводвигателя, который определяет расположение оси вращения вала. Движение частей передаёт электрический сигнал, а тот сообщает расположение рабочих элементов, информируя насколько повёрнут вал, и указывая направление его вращения.

Как же работает энкодер, определяя угловое положение оси вращения, например, вала двигателя? Энкодер имеет неподвижную и вращающуюся части. При изменении положения подвижной части энкодера, датчики, расположенные на неподвижной части, фиксируют изменение сигналов и в зависимости от них, изменяют выходные сигналы контроллера.

По принципу определения позиции, энкодеры подразделяют на абсолютные и инкрементальные, а по способу определения позиции они делятся на оптические, индуктивные и емкостные.

Основные типы энкодеров. Абсолютный и инкрементальный

Инкрементальные энкодеры

Инкрементальные энкодеры производят импульсные цифровые сигналы и сообщают углы поворота вращающегося элемента. Применяются в случае отсутствия необходимости в сохранении положения при отключении аппарата. При остановке вала импульсы не передаются. Главная характеристика, которую передаёт сенсор – число импульсов/оборот. Чтобы определить мгновенное значение угла, на которое поворачивается объект, выполняется подсчёт импульсов с момента запуска. Угловая скорость элемента подсчитывается дифференцированием числа импульсов за промежуток времени, сообщая количество оборотов за минуту. Эта операция выполняется процессором, установленным в тахометре. Направление вращения находят при помощи двух каналов для выходного сигнала с парафазными импульсами. Нулевая отметка имеет цифровой выход, таким образом, имеется возможность определения абсолютного положения вала. Обычно данные передаются в виде кода Грея, интерфейсов по типу DeviceNet и подобных, либо параллельного ввода.

Абсолютные энкодеры

Абсолютные энкодеры производят код, который для любого положения движущейся части будет разным. Они сообщают угол поворота оси, даже при перебоях с питанием, позволяют при этом не возвращать движущуюся часть в первоначальную позицию. Счётчики импульсов не устанавливаются на эту модель, в виду того, что углы поворота определяются без использования дополнительных сенсоров. Передаваемые сигналы не искажаются вибрацией и помехами, поэтому допускается устанавливать вал менее точно. Как правило, такие модели применяют в машинах, требующих большой точности. Это сфера роботостроения, оборудование ЧПУ и прочее.

Абсолютные энкодеры выдают информацию о текущем положении оси вращения.

Абсолютные энкодеры подразделяются на:

Магнитный тип позволяет точно определить движение магнитных полюсов и передать данные в цифровом виде.

Механические модели с последовательным выходом имеют в составе диск, выполненный из материала со свойствами диэлектрика, либо из стекла. Линейка переключателей или оптронов считывает угол поворота диска. На выходе получается сигнал в виде кода Грея, который позволяет справиться с неточностями при интерпретации выходных данных.

Оптический тип оборудован стеклянным диском, на котором нанесена прецизионная шкала. Каждое положение угла на выходе соотносится с цифровым кодом. Принцип работы заключается в обработке и фиксации характеристик при вращении оптического диска.

Источник

Русские Блоги

Разница между инкрементным энкодером и абсолютным энкодером

1. Классификация энкодеров

3. Гибридный абсолютный энкодерГибридный абсолютный энкодер, он выводит два набора информации, один набор информации используется для определения положения магнитного полюса с функцией абсолютной информации; другой набор точно такой же, как выходная информация инкрементального энкодера.

2. Применение фотоэлектрического кодировщика

1. Измерение угла

2. Измерение длины

Счетчик метров использует окружность ролика для измерения длины и расстояния до объекта.

Датчик смещения кабеля измеряет длину объекта по окружности намоточного колеса.

Прямое измерение сцепления, сцепление с главным валом силового устройства, приводящего линейное перемещение, и измерение по количеству выходных импульсов.

При обнаружении среды информация о линейном перемещении передается на прямую рейку, звездочку вращающейся цепи и зубчатое колесо синхронного ремня.

3. Измерение скорости

Скорость линии, измерьте скорость линии производственной линии, подключившись к счетчику

Угловая скорость, измерение скорости двигателей, валов и т. Д. С помощью энкодеров

4. Измерение положения

Для станков запомните положение каждой координатной точки станка, например, сверлильного станка и т. Д.

Что касается автоматического управления, управляйте назначенным действием на пастырской позиции. Такие как лифты, подъемники и т. Д.

5. Синхронное управление

Синхронно управляйте передаточными звеньями с помощью угловой или линейной скорости для достижения контроля натяжения

3. Инкрементальный энкодер (поворотного типа)

1. Принцип работы:

Диск с фотоэлектрическим кодом с осью в центре, на которой нанесены круглые и темные гравированные линии, считывается фотоэлектрическим передатчиком и приемником и получает четыре группы синусоидальных сигналов, объединенных в A, B, C, D, каждая синусоида. Разность фаз в 90 градусов (360 градусов относительно цикла), сигналы C и D меняются местами и накладываются на фазы A и B для усиления стабильного сигнала; кроме того, импульс фазы Z выводится каждый оборот, чтобы представлять нулевое задание. Немного.

Поскольку фазы A и B отличаются на 90 градусов, о прямом и обратном вращении энкодера можно судить, сравнивая фазу A или фазу B. Нулевое исходное положение энкодера может быть получено с помощью нулевого импульса.

2. Выходной сигнал:

Например, однофазное соединение, используемое для подсчета в одном направлении и измерения скорости в одном направлении.

A. Двухфазное соединение, используемое для прямого и обратного счета, определения прямого и обратного хода и измерения скорости.

Трехфазное соединение A, B, Z, используется для измерения положения с коррекцией исходного положения.

Соединения A, A, B, B, Z, Z из-за соединения с симметричными отрицательными сигналами, электромагнитное поле, вносимое током в кабель, равно 0, затухание наименьшее, защита от помех наилучшая, и его можно передавать на большие расстояния.

Для кодировщиков TTL с симметричным отрицательным выходным сигналом расстояние передачи сигнала может достигать 150 метров.

Для кодировщиков HTL с симметричным выходом отрицательного сигнала расстояние передачи сигнала может достигать 300 метров.

3. Проблемы с инкрементальными энкодерами:

Инкрементальные энкодеры имеют нулевые кумулятивные ошибки и плохую защиту от помех. Приемное оборудование должно быть выключено и запомнено при выключении, а изменение или исходное положение должно быть обнаружено при запуске. Эти проблемы могут быть решены с помощью абсолютного энкодера.

Общее применение инкрементального энкодера:

Измерение скорости, измерение направления вращения, измерение угла движения, расстояния (относительного).

4. Абсолютный энкодер (поворотного типа)

Каждое положение, определяемое механическим положением абсолютного энкодера, уникально. Его не нужно запоминать, не нужно искать опорную точку и не нужно вести подсчет. Когда ему нужно знать положение, когда читать его положение. Таким образом, характеристики защиты от помех кодера и надежность данных значительно улучшаются.

От однооборотного абсолютного энкодера до многооборотного абсолютного энкодера

Поверните однооборотный абсолютный энкодер, чтобы измерить каждую выгравированную линию диска с фотоэлектрическим кодом во время вращения, чтобы получить уникальный код.Когда поворот превышает 360 градусов, код возвращается в исходную точку, что не соответствует принципу уникальности абсолютного кода. Код может использоваться только для измерения в диапазоне вращения 360 градусов, который называется однооборотным абсолютным энкодером.

Если вы хотите измерить угол поворота свыше 360 градусов, вы должны использовать многооборотный абсолютный энкодер.

Производитель кодировщика использует принцип часового механизма. Когда центральное кодовое колесо вращается, другой набор кодовых дисков (или несколько наборов зубчатых колес, несколько наборов кодовых дисков) приводится в движение зубчатыми колесами, а количество оборотов добавляется к однооборотному кодированию. Кодирование, чтобы расширить диапазон измерения энкодера, такой абсолютный энкодер называется многооборотным абсолютным энкодером, он также определяется механической позицией кода, каждый код позиции уникален и не повторяется без необходимости запоминания.

Еще одним преимуществом многооборотного энкодера является то, что из-за большого диапазона измерения фактическое использование часто более богатое, поэтому нет необходимости находить точку изменения во время установки.Достаточно использовать определенное промежуточное положение в качестве отправной точки, что значительно упрощает сложность установки и отладки.

Источник

Энкодеры: инкрементальные и абсолютные Комментировать

Энкодерами называются специальные датчики, преобразующие подконтрольную величину в электрический сигнал, широко применяющиеся в различных отраслях промышленности. На современном рынке представлено большое разнообразие энкодеров, различных по множеству параметров. По общему же принципу работы все энкодеры делятся на два типа: инкрементальные и абсолютные.

Инкрементальные энкодеры

Принцип работы инкрементального энкодера основан на генерации выходного сигнала каждый раз при повороте вала на определённый угол. Разрешение таких устройств определяется количеством сигналов, приходящихся на один оборот. После каждого отключения питания инкрементальный энкодер необходимо перенастраивать. При включении такой агрегат всегда начинает отчёт с нуля, не принимая во внимание текущее и предыдущее положение вала. Данные поворотных инкрементных энкодеров хранятся на счётчике или во внешнем буфере, что позволяет, при создании нужной резервной копии, избежать необходимости перенастройки агрегата каждый раз при остановках, как запланированных, так и внеплановых. Бесспорными преимуществами инкрементальных энкодеров являются:

– доступная стоимость;
– простота эксплуатации;
– экономичность;
– масштабируемость;
– использование магнитного принципа измерения.

Абсолютные энкодеры

Важнейшим преимуществом абсолютных энкодеров перед инкрементальными является возможность мгновенного определения положения объекта при включении устройства, что существенно экономит время, необходимое на пуск и настройку оборудования. Такие энкодеры оснащены диском с дополнительными метками, по которым определяется абсолютное положение. Каждой из позиций соответствует собственный уникальный код, благодаря чему даже движения, осуществляемые без питания, записываются, а значит, могут быть восстановлены при подключении устройства к сети.

Абсолютные энкодеры могут быть однооборотными или многооборотными. Первые производят измерение перемещений, осуществляемых на один оборот или при повороте на 360° от исходного положения. Замер производится при каждом повороте. Многооборотные, помимо тех же измерений, контролируют также количество полных оборотов, совершаемых валом.

Мгновенное позиционирование абсолютных энкодеров делает их применение более предпочтительным при работе с системами безопасности, при этом однооборотные модели лучше подходят для коротких перемещений. Недостатком абсолютных энкодеров является их высокая стоимость, среди достоинств – такие, как:

– запоминание положения при отключении питания;
– постоянный контроль положения;
– масштабируемость;
– наличие (в большинстве случаев) дополнительных функций: измерения скорости, полевой шины и т.п.;
– контроль хранения электронных данных;
– различные опции интерфейса;
– магнитный или оптический принцип измерения.

Если у вас возникла необходимость купить энкодер, но определиться с типом устройства и необходимыми параметрами модели сложно, воспользуйтесь формой обратной связи на сайте торгового дома Степмотор и получите консультацию грамотного специалиста.

Источник