Traductor de poziție unghiulară
Acest articol sau secțiune pe tema metrologiei nu citează sursele necesare sau cei prezenți sunt insuficienți . |
Un traductor de poziție unghiulară (engleză: rotary encoder ) este un dispozitiv electromecanic capabil să convertească poziția unghiulară sau mișcarea într-un cod digital.
Există practic două tipuri de traductoare de poziție unghiulară: primul tip detectează poziția fără a avea o constrângere mecanică, adică folosește forța gravitațională. Al doilea tip necesită o constrângere. Din primul tip, cel mai cunoscut este inclinometrul , numit și convertor de unghi . De al doilea tip, cel mai cunoscut este traductorul de poziție unghiulară , numit și codificator în ingineria electronică , un dispozitiv electromecanic care convertește poziția unghiulară a axei sale de rotație în impulsuri electrice scurte care trebuie procesate de un circuit de analiză a semnalului sub forma a semnalelor digitale digitale. Analogul analogic liniar este numit rezolvator .
Descriere
În cea mai simplă formă, se pot distinge două părți:
- corpul , care constituie partea fixă, cu componentele electrice / electronice (senzori, circuite etc.) în interior;
- rotorul , care constituie partea rotativă, care se termină în mod normal cu un arbore pentru a fi conectat la axa a cărei citire urmează să fie efectuată.
Semnalele electrice de ieșire transmit informații despre poziția sau deplasarea rotorului față de corp.
Codificatoare Tacho, relative și absolute
Codificatorii pot fi împărțiți în trei mari categorii:
- tahometre;
- relativă (cunoscută și sub numele de „incremental”);
- absolut.
În codificatoarele tacho, o urmă cu crestături alb-negru este fixată pe obiectul a cărui deplasare urmează să fie măsurată; de fiecare dată când există un pasaj de lumină întunecată, un senzor îl detectează și trimite un impuls care este înregistrat de un contor electronic. Distanța măsurată este proporțională cu numărul n de impulsuri măsurate de contor. Numărul de impulsuri numărate în unitatea de timp este proporțional cu viteza detectată în timpul mișcării; din acest motiv codificatorul se numește tacho.
În codificatoarele relative semnalele de ieșire electrică sunt proporționale cu deplasarea rotorului față de corp; de la acestea, circuitele simple pot citi și afișa viteza și accelerația axei examinate, dar nu și poziția instantanee. Poziția absolută a rotorului poate fi obținută prin menținerea unui număr constant al semnalelor electrice de ieșire, după o operație inițială de căutare a referințelor , care se efectuează la fiecare capăt al cursei prin intermediul unui impuls special.
În codificatoarele absolute , semnalele electrice de ieșire codifică poziția instantanee exactă a rotorului față de corp; astfel, în orice moment, un circuit de decodare adecvat poate decoda și afișa poziția unghiulară a axei examinate. Datele referitoare la mișcarea axei (direcție, viteză și accelerație) sunt derivate din procesarea poziției sale absolute în timp.
Căutarea referințelor (sau homing ) este o operațiune pentru care circuitul de control deplasează axa, în așa fel încât să citească un semnal de referință (generat chiar de codificator sau de o sursă externă) care identifică poziția care trebuie considerată ca „zero” al axei. În acest moment, contoare sunt resetate și, din acel moment, poziția rotorului va fi cunoscută pentru actualizarea constantă a deplasării în raport cu acest "zero".
Dacă nu există semnal electric, această referință se pierde și sistemul trebuie să se rotească până când își găsește comutatorul de limită pentru a stabili punctul exact în care se afla. Pentru a realiza acest lucru, adesea într-un codificator incremental de tip optic există o pistă suplimentară care are o singură secțiune opacă pe toată lungimea sa, în timp ce restul secțiunii este transparentă. Când doriți să reveniți la configurația „acasă”, rotiți codificatorul până când ajungeți la referința menționată mai sus.
Există, de asemenea, codificatoare liniare, având același principiu de funcționare ca codificatoarele rotative (tacho, relativ sau absolut), cu diferența de detectare a poziției de-a lungul unei axe liniare.
Aplicații
Codificatorul, montat în structuri mecanice adecvate și conectat la echipamente electronice adecvate, poate măsura:
- deplasări unghiulare, atunci când rotorul este conectat pe o axă, este utilizat pentru a detecta direct poziția unghiulară a acesteia;
- deplasări liniare, atunci când sunt montate pe o axă rotativă care se mișcă:
- un transport prin intermediul unui sistem cu șurub / piuliță;
- o axă de translatare prin intermediul unui sistem de cremalieră / pinion;
- viteze de rotație și accelerații, atunci când echipamentul de citire este utilizat pentru a detecta direct aceste date.
Aceste traductoare, pentru gama lor foarte largă de modele, sunt aplicate în mod valabil în întreaga lume pe: comenzi de proces industrial, roboți industriali, mașini-unelte, instrumente de măsurare, plotere, separatoare, laminare, mașini de tablă, cântare și cântare, antene și telescoape, mașini pentru prelucrarea sticlei, marmură, beton, lemn, sisteme ecologice, mașini textile și de bronzat, macarale, macarale de pod, prese, mașini de tipărit, ambalaje etc.
Structura
Codificatorii pot fi realizați pe baza diferitelor principii de transducție:
Codificatoare capacitive / inductive
Aceste codificatoare se bazează pe capacitatea senzorului de proximitate de a citi dinții unui angrenaj sau a găurilor prezente pe un disc metalic ( roată fonică ). Angrenajul sau discul formează rotorul codificatorului. Prin poziționarea adecvată a dinților sau găurilor este posibilă codificarea unui sector de rotor egal cu rezoluția sa unghiulară.
Codificatoare magnetice
Acestea se bazează pe efectul hol , unde un senzor detectează dinții unei roți dințate sau găurile prezente pe un disc metalic ( roată fonică ).
Codificatoare potențiometrice
Aceste codificatoare se bazează pe caracteristica unui potențiometru de a emite un semnal electric proporțional cu poziția pe care rotorul său o asumă. Aceste tipuri de codificatoare sunt, prin urmare, doar de tip absolut.
Codificatoare optice
În acești codificatori senzorii optici (fotorezistenți sau fotodiodi) citesc o matrice de zone transparente și opace, tipărită pe rotor. Spre deosebire de codificatoarele capacitive, matricea este realizată cu o alternanță de zone, astfel încât să codifice un sector de rotor egal cu rezoluția sa unghiulară.
Elemente conexe
Alte proiecte
-
Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre traductor de poziție unghiulară
