1. ¿Qué es el codificador?
Durante el funcionamiento de unMotor de CC con reductor de tornillo sin fin N20Parámetros como la corriente, la velocidad y la posición relativa de la dirección circunferencial del eje giratorio se monitorizan en tiempo real para determinar el estado del cuerpo del motor y del equipo remolcado, así como para controlar las condiciones de funcionamiento del motor y del equipo en tiempo real, realizando así numerosas funciones específicas, como la servoregulación y la regulación de velocidad. En este caso, la aplicación de un encoder como elemento de medición frontal no solo simplifica enormemente el sistema de medición, sino que también es preciso, fiable y potente. El encoder es un sensor rotatorio que convierte las magnitudes físicas de posición y desplazamiento de las piezas giratorias en una serie de señales de pulso digitales, que el sistema de control recopila y procesa para emitir comandos que ajustan y modifican el estado de funcionamiento del equipo. Si el encoder se combina con una barra dentada o un tornillo sin fin, también puede utilizarse para medir la posición y el desplazamiento de piezas móviles lineales.
2. Clasificación del codificador
Clasificación básica del codificador:
Un codificador es un dispositivo de medición de precisión que combina mecánica y electrónicamente la señal o los datos, y que se codifica y convierte para su comunicación, transmisión y almacenamiento. Según sus características, los codificadores se clasifican de la siguiente manera:
Disco de código y escala de código. El codificador que convierte el desplazamiento lineal en señal eléctrica se denomina escala de código, y el que convierte el desplazamiento angular en señal de telecomunicaciones se denomina disco de código.
● Codificadores incrementales. Proporcionan información como la posición, el ángulo y el número de vueltas, y definen la velocidad correspondiente mediante el número de pulsos por vuelta.
● Codificador absoluto. Proporciona información como la posición, el ángulo y el número de vueltas en incrementos angulares, y a cada incremento angular se le asigna un código único.
● Codificador absoluto híbrido. El codificador absoluto híbrido genera dos conjuntos de información: uno se utiliza para detectar la posición polar con la función de información absoluta, y el otro es exactamente igual a la información de salida del codificador incremental.
Codificadores comúnmente utilizados en motores:
●Codificador incremental
Utiliza directamente el principio de conversión fotoeléctrica para generar tres conjuntos de pulsos de onda cuadrada A, B y Z. La diferencia de fase entre los dos conjuntos de pulsos A y B es de 90°, lo que facilita la determinación del sentido de rotación. La fase Z es de un pulso por revolución y se utiliza para el posicionamiento del punto de referencia. Ventajas: construcción con principio simple, vida útil mecánica promedio de más de decenas de miles de horas, alta capacidad antiinterferencias, alta fiabilidad y apto para transmisiones a larga distancia. Desventajas: no puede generar la información de posición absoluta de la rotación del eje.
● Codificador absoluto
La placa de código circular del sensor cuenta con varios canales de código concéntricos a lo largo de la dirección radial. Cada canal está compuesto por sectores fototransmisores y no fototransmisores. El número de sectores de canales de código adyacentes es el doble, y el número de canales de código en la placa de código equivale a la cantidad de dígitos binarios. Cuando la placa de código se encuentra en diferentes posiciones, cada elemento fotosensible se convierte en la señal de nivel correspondiente, según la presencia o ausencia de luz, formando el número binario.
Este tipo de codificador se caracteriza por no requerir contador y permitir la lectura de un código digital fijo correspondiente a la posición en cualquier posición del eje de rotación. Obviamente, cuantos más canales de código, mayor será la resolución, y para un codificador con una resolución binaria de N bits, el disco de código debe tener N canales de código. Actualmente, existen codificadores absolutos de 16 bits en China.
3, el principio de funcionamiento del codificador
Mediante un disco de código fotoeléctrico con eje en el centro, hay un paso circular y líneas de inscripción oscuras sobre él, y hay dispositivos de transmisión y recepción fotoeléctricos para leerlo, y cuatro grupos de señales de onda sinusoidal se combinan en A, B, C y D. Cada onda sinusoidal difiere en una diferencia de fase de 90 grados (360 grados con respecto a una onda circunferencial), y las señales C y D se invierten y se superponen en las fases A y B, lo que puede mejorar la señal estable; y se emite otro pulso de fase Z para cada revolución para representar la posición de referencia de posición cero.
Como las dos fases A y B son diferentes por 90 grados, se puede comparar si la fase A está al frente o la fase B está al frente para discernir la rotación hacia adelante y hacia atrás del codificador, y el bit de referencia cero del codificador se puede obtener a través del pulso cero. Los materiales de la placa de código del codificador son vidrio, metal, plástico, la placa de código de vidrio se deposita sobre el vidrio una línea grabada muy delgada, su estabilidad térmica es buena, alta precisión, la placa de código de metal pasa directamente y no la línea grabada, no es frágil, pero debido a que el metal tiene cierto espesor, la precisión es limitada, su estabilidad térmica es un orden de magnitud peor que la del vidrio, la placa de código de plástico es económica, su costo es bajo, pero la precisión, la estabilidad térmica, la vida útil son pobres Algunos.
Resolución: el codificador que proporciona la cantidad de líneas oscuras o movibles grabadas por cada 360 grados de rotación se denomina resolución, también conocida como indexación de resolución o directamente cuántas líneas, generalmente en indexación de 5 a 10 000 líneas por revolución.
4. Principio de medición de posición y control de retroalimentación
Los codificadores ocupan un lugar fundamental en ascensores, máquinas herramienta, procesamiento de materiales, sistemas de retroalimentación de motores y equipos de medición y control. El codificador utiliza una rejilla y una fuente de luz infrarroja para convertir la señal óptica en una señal eléctrica TTL (HTL) a través de un receptor. Mediante el análisis de la frecuencia del nivel TTL y el número de niveles altos, se visualizan el ángulo y la posición de rotación del motor.
Dado que el ángulo y la posición se pueden medir con precisión, el codificador y el inversor se pueden formar en un sistema de control de circuito cerrado para que el control sea más preciso, por lo que se pueden usar con tanta precisión ascensores, máquinas herramienta, etc.
5. Resumen
En resumen, los codificadores se dividen en incrementales y absolutos según su estructura, y ambos convierten otras señales, como las ópticas, en señales eléctricas que pueden analizarse y controlarse. Los ascensores y las máquinas herramienta comunes se basan en el ajuste preciso del motor, y mediante el control de lazo cerrado de retroalimentación de la señal eléctrica, el codificador con inversor también es una forma natural de lograr un control preciso.
Hora de publicación: 20 de julio de 2023