Co powinieneś wiedzieć na temat enkoderów inkrementalnych?

Enkoder to przetwornik, który przekształca wartość obrotu wału o określony kąt na sygnał cyfrowy. Najprościej mówiąc, to czujnik informujący o przemieszczeniu kątowym. W automatyce wykorzystywane są różne rodzaje enkoderów. Skupimy się na enkoderach inkrementalnych, inaczej przyrostowych, które generują impulsy elektryczne określające przyrost kątowy w ruchu obrotowym.

W przeciwieństwie do enkoderów absolutnych, które podają wartość kąta obrotu nawet po odłączeniu zasilania, enkodery inkrementalne nie pozwalają na odczyt absolutnej pozycji kątowej. Po każdym uruchomieniu maszyny czy włączeniu zasilania, wymagane jest bazowanie tych przetworników.

Budowa enkoderów inkrementalnych

Budowa enkodera inkrementalnego różni się w zależności od rodzaju zastosowanego czujnika. Gdy czujnikiem tym jest element optoelektroniczny, mamy do czynienia z optycznym enkoderem inkremetalnym. Gdy jest to pole magnetyczne – mówimy o magnetycznym enkoderze przyrostowym. Enkoder inkrementalny składa się z nieruchomej obudowy oraz z ruchomego wału. Tarcza enkodera optycznego podzielona jest poprzez nacięte szczeliny lub nadrukowane przesłony.

Z jednej strony tarczy umieszczona jest dioda, a z drugiej element światłoczuły. Wiązka światła trafia na fotosensory, w których generowane jest impulsowe napięcie. W enkoderze magnetycznym natomiast obecna jest tarcza magnetyczna i czujnik Halla. W wyniku oddziaływania pola magnatycznego dochodzi do powstania napięcia, które jest przetwarzane na sygnał cyfrowy.

Odczyt pozycji w enkoderze inkrementalnym

Enkoder inkrementalny posiada jedną ścieżkę odczytową pozycji i jedną ścieżkę do wyznaczania pozycji zerowej (bazowej). Wyjścia A i B generują proporcjonalną do kąta obrotu wału liczbę impulsów. Każdy z sygnałów ma przebieg prostokątny. Wyjścia sygnałów A i B są przesunięte względem siebie o 90 stopni. Przesunięcie to służy określeniu kierunku obrotu enkodera inkrementalnego.

Dzięki temu wiemy, czy należy dodać czy odjąć wartość impulsów. Poza opisaną główną ścieżką inkrementalną, w enkoderze przyrostowym jest też jeden sygnał zerowy, tzw. sygnał Z. Dzięki niemu możemy zbazować sobie enkoder i ustawić punkt referencyjny, ponieważ sygnał Z generowany jest tylko raz na jeden obrót. Punkt zerowy sprawia, że można zliczyć liczbę wykonanych obrotów przy pomocy tylko tego jednego sygnału.

Kiedy stosujemy enkodery inkrementalne?

Najczęściej stosujemy je przy pomiarze długości detalu, przemieszczenia lub jako impulsator do czujnika impulsów. Typowe dla enkoderów inkrementalnych aplikacje to stoły wspłrzędnościowe, roboty czy suwnice, czyli maszyny, w których wymagane jest precyzyjne pozycjonowanie.

Atrykuł powstał we współpracy merytorycznej z https://amgautomatyka.pl/kategoria-produktu/twk/enkodery/enkodery-inkrementalne/

Artykuł partnera