Enkodery

Enkodery to czujniki przemieszczenia. Dzieli się je na enkodery obrotowe i liniowe (przyrostowe). Enkodery obrotowe działają na zasadzie zamiany ruchu obrotowego na impulsy elektryczne co pozwala określić dokładną pozycję kątową, przesunięcie czy ilość obrotów. Enkodery absolutne i inkrementalne mają coraz szersze zastosowanie w przemyśle we wszelkiego rodzaju maszynach i liniach produkcyjnych. Znajdują zastosowanie w aplikacjach maszynowych czy windowych. Stosuje się je również w serwonapędach, robotach, obrabiarkach czy liniach montażowych.

Rodzaje enkoderów - inkrementalny, absolutny, obrotowy i liniowy

Enkodery to czujniki przemieszczenia przetwarzające pozycję kątową lub obrót na wartość odbieraną przez systemy elektroniczne. Wyróżniamy dwa główne typy enkoderów obrotowych - absolutny i inkrementalny. Na czym polega różnica między nimi? Enkodery absolutne wskazują aktualną pozycję wału obrotowego, a informacja na jej temat jest dostępna tuż po włączeniu. Z kolei enkodery inkrementalne informują o zmianach położenia wału, jednak nie śledzą jego pozycji bezwzględnej. W związku z tym wymagana jest regularna kalibracja tego urządzenia, która nie jest konieczna w przypadku enkoderów absolutnych. Istnieją także enkodery liniowe (magnetyczne) składające się z taśmy magnetycznej i czujnika mierzącego przesunięcie względem taśmy.

Jakie jest zastosowanie enkoderów?

Enkodery absolutne i inkrementalne mają coraz szersze zastosowanie w przemyśle. Są wykorzystywane w maszynach i liniach produkcyjnych, aplikacjach maszynowych czy urządzeniach windowych. Stosuje się je również w serwonapędach, robotach, obrabiarkach czy liniach montażowych. W zasadzie są one obecne w każdym sektorze elektroniki, począwszy od sprzętu komputerowego, gdzie można znaleźć je w dyskach twardych, wentylatorach chłodzących procesor czy w drukarkach, a kończąc na pojazdach, gdzie enkodery dokonują pomiarów prędkości obrotowej silnika spalinowego oraz regulują ją. W naszym internetowym sklepie dostępne są enkodery obrotowe, wieloobrotowe oraz liniowe takich marek jak OMRON czy HEIDENHAIN. Zapraszamy do zapoznania się z dostępnym asortymentem.

Enkoder absolutny - czym się wyróżnia?

W przemyśle funkcjonuje kilka rodzajów enkoderów. Najbliższe pod względem budowy oraz charakterystyki działania są enkodery absolutne oraz inkrementalne. Z konstrukcyjnego punktu widzenia oba urządzenia są praktycznie takie same, jednak różnica pojawia się w sposobie pomiaru, jaki wykonuje enkoder absolutny. W przypadku tego urządzenia sygnał wyjściowy generowany jest w postaci analogowej, poprzez wyposażenie jego tarczy w unikatowy kod dla każdej pozycji. W efekcie każde położenie kątowe wału ma przypisaną własną wartość kodową na wyjściu, co w praktyce określa się mianem sygnału kodowego. Co więcej, enkoder obrotowy absolutny, a dokładnie jego tarcza, posiada naniesioną ścieżkę inkrementalną, która oznacza, że na wyjściu generowany może być zarówno sygnał analogowy, jak i cyfrowy.

Na rynku można spotkać enkodery absolutne wieloobrotowe oraz jednoobrotowe. Pierwszy rodzaj dostarcza większą liczbę informacji, ponieważ rozróżnia pozycję kątową w ramach wielu obrotów, a nie tak jak w przypadku enkodera jednoobrotowego - na podstawie jednego obrotu o od 0° do 360°. Ponadto enkodery absolutne wieloobrotowe dzięki specjalnemu systemowi przekładni mogą zapamiętywać liczbę wykonanych obrotów. Sprawdź enkodery absolutne w Outlet3D.eu i wybierz model skrojony do twoich potrzeb.

Enkoder inkrementalny - schemat

Enkoder inkrementalny tworzy cyfrowy sygnał wyjściowy, podczas obrotu wału o określony kąt. Ważnym pojęciem związanym z tym urządzeniem jest rozdzielczość. Jest to liczba sygnałów (impulsów) przypadająca na jeden pełny obrót. Czynnik ten jest o tyle istotny, że większa rozdzielczość enkodera inkrementalnego pozwala na dokonywanie pomiarów z większą dokładnością.

Warto również zauważyć, że enkoder inkrementalny nie generuje położenia bezwzględnego. W praktyce jest to o tyle ważne, że położenie wału określane jest przez zliczanie impulsów elektrycznych. Zatem jeżeli dochodzi do sytuacji, kiedy brakuje zasilania, wartość położenia naliczana jest od zera, to znaczy od miejsca w którym nastąpiło jego zatrzymanie.

Enkoder magnetyczny - najważniejsze cechy

Najpopularniejsze enkodery magnetyczne przyrostowe wykorzystują wektor pola magnetycznego do określenia położenia kątowego. Wał enkodera liniowego magnetycznego wyposażony jest w tarczę magnetyczną, której zadaniem jest wytwarzanie wymaganego pola magnetycznego. Ponadto tego typu enkodery wyposaża się również w czujnik Halla, który przeważnie ma postać układu scalonego i składa się z płytki wykonanej z materiału półprzewodnikowego, którą umieszcza się w polu magnetycznym. Do czujnika przyłożone jest napięcie, które z kolei wymusza przepływ elektronów w określonym kierunku, czyli prostopadle do linii pola magnetycznego. Poprzez pomiar napięcia na elektrodach, które są umieszczone prostopadle do linii pola oraz kierunku przepływu elektronów, możliwe jest w stosunkowo nieskomplikowany sposób określić poziom natężenia pola magnetycznego w miejscu czujnika. W wyniku działania pola magnetycznego dochodzi do powstania napięcia Halla, które jest przetwarzane na cyfrowy sygnał wyjściowy. Dzięki temu, że enkodery magnetyczne nie wymagają bezpośredniego kontaktu z wirującą osią, należą do trwalszych rodzajów enkoderów. 

Enkoder obrotowy - najważniejsze informacje

Rodzina enkoderów obrotowych jest duża, dlatego na początku warto cofnąć się do podstawowego rozróżnienia na enkodery obrotowe i liniowe. Pierwszy typ służy do wykonywania pomiaru kątowego obiektu, natomiast enkodery liniowe są przeznaczone do pomiaru ruchu wzdłużnego, czyli przemieszczenia. Zarówno enkodery obrotowe jak i liniowe mogą być enkoderami inkrementalnymi lub absolutnymi.

Enkodery obrotowe wykorzystują do pomiaru ruchu obrotowego zjawisko fotoelektryczne, które polega na emisji elektronów z powierzchni przedmiotu. Enkoder obrotowy zbudowany jest z obrotowej tarczy posiadającej nacięte szczeliny lub przezroczystej tarczy z nadrukowanymi przesłonami. Jedna ze stron zawiera elementy, których zadaniem jest wysyłanie wiązki światła, natomiast druga wyposażona jest w elementy światłoczułe, np. fotodiody. Tam generowane jest impulsowe napięcie. Sygnał wyjściowy przetwarzany jest na drogę kątową tarczy lub na ciąg impulsów. W ten sposób enkoder dostarcza szeregu istotnych informacji, które usprawniają działanie wielu maszyn.

Enkoder optyczny obrotowe - zalety

Głównym elementem, który wyróżnia enkoder optyczny jest tarcza kodowa przymocowana do wału, na której znajdują się przezroczyste i nieprzezroczyste pola. To na nich zatrzymuje się (pola nieprzezroczyste) lub przechodzi światło (pola przezroczyste), które generowane jest przez diodę LED. Z kolei z tyłu tarczy znajduje się odbiornik, czyli element optoelektroniczny. Jego zadaniem jest przekształcenie odebranego światła w sygnał elektryczny. Rodzaj sygnału wyjściowego enkodera zależy od przyjętego standardu sygnałów, najczęściej jest to sygnał cyfrowy (prostokątny). Enkodery optyczne ze względu na coraz większe możliwości technologiczne obecnie oferują rozdzielczość nawet 10 000 impulsów na obrót.