Domů > Novinky > Obsah

Angle Encoders: Jak měřit úhel pomocí kodéru (1)

May 09, 2017

Úhlové snímače měří rotační polohu zátěže ve vztahu k hřídeli nebo bodu. Úhlové kódování poskytuje výstup, který odpovídá posunutí a čtecí zařízení (PLC, čítač atd.) Zpracovává tato data do úhlových hodnot. Existují tři přístupy k měření úhlu pomocí kodéru:

  • Měření přímého úhlu s kodérem namontovaným na otočný bod zátěže

  • Měření nepřímého úhlu s kodérem namontovaným na rotaci pohonu motoru

  • Měření nepřímého úhlu s víceotáčkovým kodérem namontovaným podél obvodu zatížení


Měření přímého úhlu sledováním zatížení

Aby bylo možné přímo měřit úhlový posun zatížení, měl by být snímač namontován na středový bod otáčení zátěže. Při zatížení zatížení snímač přenáší signál na přijímací zařízení. Tato data se skládají pouze z posuvných impulzů (inkrementální snímač) nebo počátečních a konečných absolutních poloh (absolutní snímač). Čtecí zařízení, ať už jde o jednotku, řadič nebo nějaký typ počítadla / zobrazovacího zařízení, musí zpracovávat nezpracované údaje na užitečné informace.
Angle Encoder Direct Tracking Diagram
V případě přírůstkového kodéru lze úhel α vyjádřit jako
Incremental Angle Encoder Expression
Kde P se rovná počtu impulzů a PPR se rovná počtu pulsů na otáčku

V případě absolutního enkodéru, α může být vyjádřeno jako
Absolute Angle Encoder Expression
Kde C se rovná počtu a CPR se rovná počtu otáček.


Měření nepřímého úhlu sledováním hřídele motoru

Rovněž je možné měřit úhlový posun zatížení sledováním hřídele motoru nebo kolena Idler. V tomto případě dosahujeme nejlepších výsledků tím, že otáčíme hřídelem motoru několikrát a korelujeme jej s posunem zátěže, abychom získali konverzní faktor.

Angle Encoder Indirect Tracking Motor Shaft Diagram

Toto je tradiční případ použití pro rotační kodér. Má výhodu zlepšení výkonu motoru prostřednictvím přímé zpětné vazby. Nevýhodou je, že nemusí přesně sledovat pohyb nákladu. Mechanická shoda zavedená spojkami, převodovkami apod. Může přinést chyby, jako je odpor a hystereze. Konverzační faktor to teoreticky bere v úvahu, ale mechanické efekty se mohou časem posunout.

Nepřímé měření měřicí hranou zatížení

Některá zatížení jsou nekompatibilní s upevněním středového čepového čidla. Satelitní antény se například musí otáčet tak, aby směřovaly ve směru signálu zájmu k vysokému stupni řízení. Mechanická konstrukce a přítomnost elektrické kabeláže, která prochází středovou hřídelí, znemožňují instalovat snímač na otočném bodě přímo do polohy pro sledování. V závislosti na stupni ovládání může být vyžadováno také extrémně vysoké rozlišení. Řešením je sledovat tato zařízení po jejich obvodu.
Angle Encoder Indirect Tracking Load Diagram
V metodě nepřímého obvodu se ozubené kolo připojené k víceotáčkovému absolutnímu kodéru zabývá obvodem zatížení, aby sledovalo jeho úhlové posunutí.

Jak se pásmo na zátěži pohybuje kolem, otočí kolo a pohyb je registrován kodérem. Redukční poměr převodovky umožňuje dodat vysoký počet otáček pro každé otáčení ozubeného kola. To poskytuje konečné rozlišení RF dané:
Angle Encoder Load Tracking Resolution Formula
Kde RB je počet počítání na pásmu a N je redukční poměr převodovky na multiotáčkovém kodéru. Kontakt se může skládat z ozubeného kola ozubeného záběru s ozubeným pásem na zátěži. Alternativně by mohl být třecí kontakt z měřícího kolečka nebo dokonce pásu.

Mezi chybné zdroje patří mechanické spojky, odpružení z převodovky, házení hřídele a vycentrování, vyklouznutí pásu v případě třecích kontaktů a další. Vysoký poměr redukce převodovky minimalizuje vliv mechanické chyby. Výjimkou je tření v převodovce a těsnění převodovky. V tomto případě je dopad tření násoben počtem otáček.