Como un tipo de dispositivo de conversión de señal, el codificador es ampliamente utilizado en nuestra vida.
En la carrera de autos inteligentes, es necesario usar el codificador para detectar la velocidad instantánea del modelo de auto y realizar el control de retroalimentación de circuito cerrado de la velocidad del modelo de auto, para que el tablero de control del auto pueda ejecutar las instrucciones dadas por el software de acuerdo con los cambios de la pista y las condiciones de la carretera, como aceleración, desaceleración, giro, etc.
En la exploración celestial, los científicos usan grandes telescopios astronómicos para rastrear estrellas, telescopios astronómicos para lograr una cierta precisión de control de velocidad, es necesario seleccionar el codificador apropiado. Sin embargo, los requisitos para el codificador son muy altos en este momento. Por ejemplo, cuando la velocidad de la estrella es 0.004 por ciento, la resolución del codificador es de 26 bits para cumplir con los requisitos de la medición de velocidad.
Además, hay codificadores de ascensor, codificadores de máquina herramienta, codificadores de servomotor, etc., se puede decir que los codificadores están en todas partes.
Del motor paso a paso al sistema inteligente, ¿cómo elegir el codificador?
Entonces, ¿qué es exactamente un codificador?
Por definición, un codificador es un dispositivo que compila señales (como flujos de bits) o datos en forma de señales que se pueden comunicar, transmitir y almacenar.
El entendimiento simple es convertir señales que los humanos no pueden entender directamente en señales que nosotros los humanos podemos entender directamente, para que podamos controlar equipos o dispositivos.
El codificador según el método de escala y la forma de salida de la señal, se puede dividir en incremental, valor absoluto, tipo mixto.
Incremental y absoluto son más comunes, pero la diferencia entre los dos se ha convertido en un problema difícil para la mayoría de los usuarios.
Por lo tanto, aquí solo se comparan incremental y absoluto, para que los usuarios puedan tomar una mejor decisión en el futuro.
Primero, los dos funcionan de manera diferente:
1. Principio de funcionamiento del codificador incremental:
El codificador incremental convierte el desplazamiento en una señal eléctrica periódica y luego convierte la señal eléctrica en un pulso de conteo, utilizando el número de pulsos para representar el tamaño del desplazamiento.
Tome verter agua para describir, el codificador incremental es como, encuentre una taza de tamaño desconocido y vierta agua en ella, cuando se llene una vez, vacíe la taza una vez, luego vierta agua y finalmente calcule la distancia de acuerdo con la cantidad de veces que la taza es lleno.
En términos de estructura, el codificador incremental se compone de eje de conexión, placa de código, fuente de luz y circuito de salida. De hecho, el codificador es básicamente esta composición, la siguiente no se repetirá.
El codificador incremental obtiene cuatro grupos de señales de onda sinusoidal de dispositivos fototransmisores y dispositivos receptores, que se combinan en A, B, C y D respectivamente. Cada onda sinusoidal tiene una diferencia de fase de 90 grados y los cuatro grupos tienen una diferencia de fase de 360 grados (es decir, un ciclo). Las señales C y D se invierten y se superponen a las fases A y B, para mejorar la señal estable; Además, se emite un pulso de fase Z en cada giro para representar el bit de referencia cero.
Dado que la diferencia entre la fase A y la fase B es de 90 grados, el avance y el retroceso del codificador se pueden determinar comparando qué fase A y qué fase B vienen antes.
El bit de referencia cero del codificador se puede obtener mediante el pulso cero. Los parámetros como la distancia y el ángulo se calculan a través de bits de referencia cero y el número de pulsos.
2. Principio de funcionamiento del codificador absoluto
Hay muchas líneas en la placa de código del codificador absoluto para organizar cada posición en el codificador. Dado que cada posición es diferente, solo necesita conocer la posición inicial y la posición final para conocer el desplazamiento, en lugar de contar todo el tiempo como un codificador incremental.
Como ejemplo de verter agua, un codificador absoluto tomaría un vaso más alto con una escala, vertería agua en él y calcularía la distancia en función de las escalas inicial y final.
En términos de estructura, hay muchas líneas de canales ópticos en la placa de código óptico del codificador absoluto, y cada línea se divide en 2, 4, 8, 16 líneas... Dispuestas de modo que, en cualquier posición de la codificador, se puede obtener un conjunto único de códigos binarios (códigos Gray) de 2 a la potencia de cero a 2 a la potencia de n-1 leyendo el abierto y el oscuro de cada línea grabada, que es el n- codificador absoluto de bits.
Dicho codificador está determinado por la posición mecánica (posición de inicio y parada) de la placa de código óptico, por lo que no se verá afectado por cortes de energía e interferencias externas, que también es una de las excelentes características del codificador absoluto.
Debido a esta característica, el codificador absoluto no necesita memoria, no cambia el punto de referencia y no tiene que contar todo el tiempo. Por lo tanto, las características antiinterferencias del codificador y la fiabilidad de los datos mejoran considerablemente.
Basado en la construcción del codificador absoluto, debe enfrentar un problema: contar hasta el valor máximo.
Para solucionar este problema aparece el encoder absoluto multivuelta.
Para el codificador absoluto de múltiples vueltas, existen los siguientes tres esquemas de diseño comunes:
El primero, dentro del codificador, usa engranajes mecánicos para acoplar múltiples ejes para calcular el número total de vueltas.
Tome verter agua, la taza graduada mencionada anteriormente. Cuando este vaso esté lleno, busque un vaso graduado más grande, vierta el agua del vaso más pequeño en el vaso más grande y finalmente agregue los dos vasos para calcular la distancia.
La segunda es usar un contador electrónico y un capacitor para contar el número total de vueltas.
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Nuevamente, tome el ejemplo de verter agua, esta vez cuando la taza graduada esté llena, vierta el agua y use un contador para medir la cantidad de veces que está llena, y finalmente calcule la distancia sumando el contador y la taza.
El tercero, en algunos codificadores magnéticos, usa la línea Weigen y usa el efecto Weigen para contar.
Los tres métodos anteriores deben pagar un cierto precio, por ejemplo, el primero, debido al uso de engranajes mecánicos, por lo que desgastará el codificador y reducirá la precisión.
En cuanto al esquema del codificador de valor absoluto multicírculo, no se describe aquí, y los amigos interesados pueden consultar la información relevante.
Debido al diferente principio de funcionamiento y composición mecánica, los dos tienen dos diferencias muy grandes:
1, la memoria de encendido y apagado es diferente
El codificador incremental no tiene memoria, y el reinicio del corte de energía debe volver a la posición cero de referencia para encontrar la posición requerida, y el corte de energía debe reiniciarse cada vez.
El codificador incremental más común es el posicionamiento del escáner de la impresora. Cada vez que se enciende la impresora, podemos escuchar un crujido, que en realidad es la impresora buscando el punto cero de referencia a partir del cual puede funcionar.
El codificador absoluto tiene memoria, el corte de energía se reinicia sin volver a cero, puede conocer la ubicación del objetivo. Esto hace que el codificador absoluto no se vea perturbado en el proceso, y sus características antiinterferencias y la confiabilidad de los datos mejoran considerablemente.
2, la placa de código es diferente
Debido a que el método de conteo de los dos no es el mismo, la placa de código de los dos también es muy diferente.
La diferencia de la placa de código es una de las mayores diferencias entre el codificador absoluto y el codificador incremental.
Además de las diferencias anteriores, existen muchas pequeñas diferencias entre los codificadores absolutos y los codificadores incrementales:
3, la señal de salida es diferente
Un codificador incremental emite una señal de pulso, mientras que un codificador absoluto emite un conjunto de valores binarios.
4, el número de diferentes restricciones
El número de revoluciones del codificador incremental no está limitado, mientras que el codificador absoluto no puede exceder el rango de revoluciones.
5, el campo de aplicación no es exactamente el mismo
Con o sin memoria de punto de interrupción, el codificador incremental y el codificador absoluto son muy diferentes en el campo de aplicación. El codificador incremental es más adecuado para determinar la velocidad, la distancia o la dirección del movimiento, mientras que el codificador absoluto se usa cada vez más en el campo del posicionamiento de control industrial debido a sus características.
6. El precio es diferente
Debido a las excelentes características del codificador absoluto, el precio es más alto que el del codificador incremental.
Con la diferencia entre los dos, echemos un vistazo a los elementos a los que se debe prestar atención al elegir un codificador:
Si se requiere un corte de energía para mantener
Se deben usar codificadores absolutos si se requiere una inspección continua.
La precisión de medición requerida
En términos relativos, la precisión del codificador absoluto es mayor que la del codificador incremental.
resolución de resolución
La resolución del codificador, es decir, el número de pulsos emitidos por el codificador cuando el eje del rotor del motor gira una vez. La resolución es uno de los factores más críticos que afectan el efecto de medición de la velocidad.
Velocidad máxima requerida
Los métodos de medición de velocidad de los codificadores se dividen en tres categorías: método T, método N y método M/T.
En términos generales, el método T tiene el mejor efecto en el área de baja velocidad, y el método M es mejor que el método T en el área de alta velocidad. Aunque el método M/T es mucho más alto que el método M y T, en la mayoría de los casos, su precisión de medición de velocidad también es mejor que los otros dos métodos.
Material de placa de código requerido
Los materiales de la placa de código del codificador son vidrio, metal, plástico.
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La placa de código de vidrio se deposita en la línea grabada muy delgada del vidrio, su estabilidad térmica es buena, de alta precisión.
La placa de código de metal está directamente a través de la línea de grabado, no es fácil de romper, pero debido a que el metal tiene un cierto grosor, la precisión puede verse afectada, su estabilidad térmica es mucho peor que la del vidrio.
La placa de código de plástico es económica, su costo es bajo, pero la precisión, la estabilidad térmica y la vida útil son peores.
Selección del codificador además de los factores enumerados anteriormente, pero también muchos otros factores, específicamente en función del uso de la ocasión y el entorno para hacer una elección.
La mejor opción es comunicarse directamente con el fabricante, comunicarle sus necesidades e inquietudes, y ellos le darán buenos consejos. En ese momento, puede considerar sus sugerencias en función de su propia comprensión.
