Różnica między enkoderami absolutnymi i przyrostowymi

Wykrywanie ruchu kątowego i liniowego jest kluczową funkcją w sterowaniu maszynami w fabryce elektroniki. Mikrokomputery w tych maszynach często potrzebują informacji o położeniu, kierunku obrotu i prędkości obrotu wału lub osi, które należy przetworzyć do postaci cyfrowej. Enkodery optyczne to urządzenia elektromechaniczne służące do pomiaru położenia kątowego lub liniowego. Te używane do wykrywania kątowego są powszechnie określane jako enkodery obrotowe lub wałkowe. Są one coraz częściej wykorzystywane do wielu prac w sprzęcie konsumenckim i przemysłowym. Enkodery obrotowe lub enkodery wałkowe mogą być w zasadzie absolutne lub inkrementalne. Enkoder absolutny dostarcza informacji o położeniu w przypadku utraty zasilania , natomiast enkoder przyrostowy jest używany tam, gdzie wymagane są informacje o prędkości i kierunku. Oba mogą być używane zarówno z przemieszczeniami kątowymi, jak i liniowymi, ale działają inaczej. Przyjrzyjmy się szczegółowo, czym się od siebie różnią.

Co to jest enkoder absolutny?

Enkoder absolutny ma unikalny kod dla każdej pozycji wału, który reprezentuje pozycję absolutną enkodera. Bezpośrednio zapewnia wyjście cyfrowe reprezentujące przemieszczenie bezwzględne. Wartość aktualnej pozycji jest mierzona natychmiast w momencie włączenia systemu. Tak więc enkoder absolutny nie potrzebuje licznika, ponieważ mierzona wartość jest wyprowadzana bezpośrednio z podziałki. Zapewnia wyjście cyfrowe odpowiadające bezpośrednio pozycji. Każda pozycja bitu jest oddzielnie kodowana przez dedykowaną parę diod LED. Każdy kod reprezentuje bezwzględną pozycję kątową wału w jego obrocie. Dysk enkodera absolutnego wykorzystuje kod Graya, w którym jeden bit zmienia się na raz, co zmniejsza błędy komunikacji enkodera. Można je podzielić na enkodery jednoobrotowe i wieloobrotowe.

Co to jest enkoder przyrostowy?

Enkoder inkrementalny to urządzenie elektromechaniczne , które przekształca położenie kątowe wału na sygnały cyfrowe lub impulsowe. Generuje określoną liczbę impulsów na obrót, dostarczając impuls dla każdego przyrostu odpowiadającego obrotowi. Może mierzyć zmianę pozycji, a nie pozycję bezwzględną. Dlatego nie może określić pozycji względem znanego odniesienia. Liczba generowanych impulsów jest proporcjonalna do położenia kątowego wału. Enkodery inkrementalne są używane w aplikacjach, w których wymagana jest prędkość lub prędkość i kierunek. Za każdym razem, gdy urządzenie jest włączane lub resetowane, zaczyna zliczać od zera i generuje sygnał wyjściowy przy każdym ruchu wału. Rodzaje enkoderów przyrostowych można dalej podzielić na enkodery kwadraturowe i tachometry.

6 ”src=”http://www.12vn.net/wp-content/uploads/2019/05/Difference-Between-Absolute-and-Incremental-Encoders.jpg” alt=”” width=”288” height= ”384”>

Różnica między enkoderami absolutnymi i przyrostowymi

Podstawy enkoderów absolutnych i przyrostowych

– Oba są urządzeniami elektromechanicznymi używanymi do pomiaru kątowych lub liniowych położeń wału i przetwarzania ich na sygnały cyfrowe lub impulsowe. Enkoder absolutny ma unikalny kod dla każdej pozycji wału, który reprezentuje pozycję absolutną enkodera, podczas gdy enkoder inkrementalny generuje sygnał wyjściowy za każdym razem, gdy wał obraca się o określony kąt, a liczba generowanych impulsów jest proporcjonalna do położenia kątowego wał. Enkoder inkrementalny może mierzyć zmianę pozycji, a nie pozycję bezwzględną.

Zasada działania enkoderów absolutnych i przyrostowych

– Enkoder absolutny składa się z binarnie kodowanego dysku zamontowanego na wale w taki sposób, że obraca się wraz z wałem. Dzięki wielu kanałom wyjściowym, każde położenie kątowe wału opisane jest własnym unikalnym kodem. Wraz ze wzrostem wymaganej rozdzielczości wzrasta liczba kanałów. W przeciwieństwie do enkodera inkrementalnego nie jest to urządzenie liczące, które nie traci informacji o położeniu w przypadku utraty zasilania . Z drugiej strony enkoder inkrementalny dostarcza sygnał wyjściowy dla danego przyrostu położenia kątowego wału, który jest określany przez zliczanie impulsów wyjściowych względem punktu odniesienia.

Efektywność kosztowa

– Macierz kodowa dysku kodującego jest bardziej złożona, a ponieważ wymagana jest większa liczba czujników światła, enkoder absolutny zazwyczaj kosztuje dwa razy więcej niż enkodery przyrostowe. Rozdzielczość jest ograniczona liczbą ścieżek na dysku enkodera, więc uzyskanie lepszych rozdzielczości bez dodawania kolejnych ścieżek staje się droższe. Wręcz przeciwnie, enkodery inkrementalne są mniej złożone niż ich bezwzględne odpowiedniki, a więc zazwyczaj tańsze.

Stabilność

– Enkodery absolutne mogą oferować lepszą wydajność, dokładne wyniki i niższe koszty całkowite. Dzięki możliwości zapewnienia bezwzględnych odczytów kąta, nawet jeśli odczyt zostanie pominięty, nie wpłynie to na następny odczyt. Konkretny odczyt nie jest zależny od dokładności poprzedniego odczytu. Z drugiej strony, enkoder inkrementalny musi być włączony przez cały czas działania urządzenia. Za każdym razem, gdy nastąpi przerwa w zasilaniu , odczyt należy ponownie zainicjować lub system pokaże błąd. Spowalnia to wydajność systemu. Enkodery absolutne nie tracą informacji o pozycji w przypadku awarii zasilania.

Enkoder bezwzględny a enkoder przyrostowy: tabela porównawcza

Podsumowanie enkoderów absolutnych i przyrostowych

Krótko mówiąc, enkoder inkrementalny musi być zasilany przez cały czas działania urządzenia. W przypadku awarii zasilania odczyt należy ponownie zainicjować lub system wprowadzi błąd. Wręcz przeciwnie, enkoder absolutny potrzebuje zasilania tylko podczas odczytu, a dzięki możliwości zapewnienia odczytów kąta bezwzględnego konkretny odczyt jest niezależny od dokładności poprzedniego odczytu. Jednak macierz kodu dysku w enkoderze absolutnym jest bardziej złożona, dlatego zazwyczaj kosztuje dwa razy więcej niż enkoder przyrostowy, który z drugiej strony jest mniej złożony, a więc kosztuje mniej.

Zobacz więcej o: