อธิบายตัวเข้ารหัส: หลักการ ประเภท และการใช้งานทางอุตสาหกรรม

ภาพรวมตัวเข้ารหัส

ตัวเข้ารหัสเป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าเครื่องกลที่ติดตั้งอยู่บนเพลามอเตอร์ซึ่งจะติดตามและป้อนกลับความเร็วและตำแหน่งของมอเตอร์โดยเอาท์พุตพัลส์ดิจิทัล หลักการทำงานหลักมีดังต่อไปนี้: โดยการนับพัลส์ที่สร้างโดยตัวเข้ารหัส ระบบสามารถคำนวณการกระจัดของตำแหน่งปัจจุบันของมอเตอร์โดยสัมพันธ์กับตำแหน่งที่ทราบล่าสุด เพื่อตรวจสอบว่ามอเตอร์ไปถึงตำแหน่งเป้าหมายอย่างแม่นยำหรือไม่

โครงสร้างพื้นฐานของตัวเข้ารหัสประกอบด้วยแหล่งกำเนิดแสง ดิสก์ (ดิสก์โค้ด) ที่มีช่องสลักอยู่ตามขอบ และตัวรับแสง เมื่อโค้ดดิสก์หมุนไปพร้อมกับเพลามอเตอร์ สล็อตจะสับแหล่งกำเนิดแสงคงที่ต่อเนื่องเป็นชุดกะพริบ ตัวรับแสงตรวจจับการเปลี่ยนแปลงระหว่างแสงและความมืด และแปลงเป็นสัญญาณพัลส์คลื่นสี่เหลี่ยมดิจิทัล- ซึ่งจากนั้นจะส่งออกไปยังตัวควบคุมหลัก หากความละเอียดของตัวเข้ารหัสตรงกับความละเอียดของสเต็ปของมอเตอร์ ตัวเข้ารหัสจะสร้างพัลส์ที่สอดคล้องกันหนึ่งพัลส์สำหรับการเคลื่อนที่ของมอเตอร์แต่ละขั้นตอน

I. ตัวเข้ารหัสแบบเพิ่มหน่วย

1. หลักการทำงานและสัญญาณเอาท์พุต

ตัวเข้ารหัสส่วนเพิ่มทำงานโดยสร้างชุดของพัลส์ระหว่างการเคลื่อนไหว ดิสก์โค้ดมีสล็อตกระจายสม่ำเสมอ เมื่อเพลาหมุน โฟโตอิเล็กทริคปิ๊กอัพแบบอยู่กับที่จะตรวจจับการเปลี่ยนแปลงของแสงที่ส่งผ่านและส่งออกลำดับพัลส์ต่อเนื่อง โดยทั่วไปตัวเข้ารหัสส่วนเพิ่มแบบมาตรฐานจะให้สัญญาณคลื่นสี่เหลี่ยม-สองตัวที่มีความต่างเฟส 90 องศา (ช่อง A และช่อง B) หรือที่เรียกว่า "สัญญาณพื้นที่สี่เหลี่ยมจัตุรัส" ความสัมพันธ์เฟสระหว่างสัญญาณทั้งสองนี้ใช้เพื่อกำหนดทิศทางการหมุนอย่างแม่นยำ

2. สัมพัทธภาพของข้อมูลตำแหน่งและอำนาจ-ปัญหาการสูญเสีย

เอาต์พุตตัวเข้ารหัสส่วนเพิ่มการกระจัดสัมพัทธ์ข้อมูลมากกว่าตำแหน่งที่แน่นอน หลังจากที่ระบบเปิดเครื่อง ตัวเข้ารหัสจะเริ่มนับและส่งออกพัลส์ และตัวนับหรือตัวควบคุมภายนอกจะสะสมพัลส์เหล่านี้เพื่อคำนวณตำแหน่งปัจจุบัน อย่างไรก็ตาม เมื่อไฟฟ้าดับ พัลส์เอาท์พุตจะหยุด และหากค่าการนับที่เก็บไว้ภายนอกไม่มีพลังงานสำรอง ก็จะหายไป หลังจากที่ไฟฟ้ากลับคืนมา ตัวเข้ารหัสจะไม่สามารถทราบตำแหน่งเพลาปัจจุบันได้โดยอัตโนมัติ และค่าการนับจะเริ่มต้นอีกครั้งจากศูนย์

3. ความจำเป็นของการกลับบ้าน (การกลับมาอ้างอิง)

เนื่องจากคุณลักษณะข้างต้น ระบบที่ใช้ตัวเข้ารหัสส่วนเพิ่มจะต้องดำเนินการ "กลับบ้าน" ทุกครั้งที่สตาร์ทหรือรีสตาร์ทหลังจากไฟฟ้าขัดข้อง โดยปกติการดำเนินการนี้จะทำให้มอเตอร์เคลื่อนที่จนกระทั่งจุดอ้างอิงทางกายภาพที่กำหนดไว้ล่วงหน้าถูกกระตุ้น เช่น ลิมิตสวิตช์ สวิตช์แม่เหล็ก หรือพัลส์ดัชนีเฟส Z- บนดิสก์ตัวเข้ารหัส เมื่อพบจุดนี้แล้ว ระบบจะรีเซ็ตหรือตั้งค่าตัวนับตำแหน่งให้เป็นค่าที่ทราบ ซึ่งจากนั้นจะทำหน้าที่เป็นข้อมูลอ้างอิงสัมบูรณ์สำหรับการเคลื่อนไหวที่ตามมาทั้งหมด

4. ข้อดี ข้อเสีย และการใช้งาน

ข้อดี:โครงสร้างที่ค่อนข้างเรียบง่าย ต้นทุนต่ำ และความน่าเชื่อถือสูง
ข้อเสีย:ข้อมูลตำแหน่งจะหายไปหลังจากปิดเครื่อง-และขึ้นอยู่กับการดำเนินการกลับบ้าน ความสามารถในการป้องกัน-สัญญาณรบกวนค่อนข้างอ่อนแอ และพัลส์สัญญาณรบกวนอาจถูกนับเข้าสู่ตำแหน่งอย่างผิดพลาด
สารละลาย:สำหรับแอปพลิเคชันที่ต้องการการรักษาตำแหน่งหลังจากปิดเครื่อง- สามารถใช้แบตเตอรี่สำรองเพื่อจ่ายไฟให้กับเคาน์เตอร์หรือหน่วยเก็บข้อมูลได้

ครั้งที่สอง ตัวเข้ารหัสสัมบูรณ์

1. หลักการหลัก: การเข้ารหัสตำแหน่งสัมบูรณ์ที่ไม่ซ้ำใคร

ลักษณะพื้นฐานของตัวเข้ารหัสแบบสัมบูรณ์คือตำแหน่งทางกลไกแต่ละตำแหน่งบนดิสก์โค้ดจะได้รับการกำหนด aรหัสดิจิทัลที่ไม่ซ้ำใคร. โดยปกติจะทำสำเร็จได้โดยการผลิตแทร็กโค้ดแบบศูนย์กลางหลายแทร็กบนดิสก์ (แต่ละแทร็กแทนหนึ่งบิตไบนารี) และใช้โฟโตอิเล็กทริคเซนเซอร์อิสระหลายตัว ดังนั้น แม้ในขณะที่อยู่กับที่หรือปิดเครื่อง สัญญาณเอาท์พุตจะสอดคล้องกับตำแหน่งเชิงมุมสัมบูรณ์ของเพลาโดยตรง

2. การรักษาตำแหน่งหลังจากปิดเครื่อง-และพร้อมใช้งานทันทีเมื่อเปิดเครื่อง-เพิ่มขึ้น

เนื่องจากข้อมูลตำแหน่งถูกกำหนดโดยไม่ซ้ำกันโดยรูปแบบทางกายภาพของดิสก์โค้ด ตัวเข้ารหัสแบบสัมบูรณ์จะไม่สูญเสียตำแหน่งหลังจาก-ปิดเครื่อง เมื่อระบบเปิดอีกครั้ง ตัวควบคุมสามารถอ่านโค้ดตำแหน่งสัมบูรณ์ปัจจุบันได้ทันทีโดยไม่ต้องดำเนินการกลับบ้านใดๆ ส่งผลให้ "เปิดเครื่องได้" และพร้อมใช้งาน-เพื่อ-ใช้งาน" ซึ่งช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพและความปลอดภัยในการเริ่มต้นระบบได้อย่างมาก

3. ประเภทเทิร์นเดี่ยว-และหลาย-เทิร์น

ตัวเข้ารหัสแบบเลี้ยวเดี่ยว-ให้ค่าตำแหน่งที่ไม่ซ้ำกันภายในการหมุน 360 องศาหนึ่งครั้ง และเหมาะสำหรับการใช้งานที่มีระยะการเคลื่อนที่น้อยกว่าหนึ่งรอบ
ตัวเข้ารหัสสัมบูรณ์แบบหลายเทิร์น-ไม่เพียงแต่ให้ค่าที่ไม่ซ้ำกันภายในหนึ่งรอบเท่านั้น แต่ยังบันทึกจำนวนรอบผ่านกระปุกเกียร์ภายในหรือกลไกการนับแบบอิเล็กทรอนิกส์อีกด้วย สามารถให้ตำแหน่งสัมบูรณ์โดยรวมได้หลายรอบ (เช่น สูงสุด 4,096 รอบ) และเหมาะสำหรับ-แอปพลิเคชันการกำหนดตำแหน่งการเคลื่อนที่ระยะไกล

4. สัญญาณและข้อดี

รหัสเอาท์พุท:โดยทั่วไปจะใช้รหัสสีเทา ซึ่งเปลี่ยนตำแหน่งที่อยู่ติดกันเพียงบิตเดียว ช่วยป้องกันข้อผิดพลาดในการอ่านได้อย่างมีประสิทธิภาพ
ความสามารถในการป้องกัน-สัญญาณรบกวน:ตำแหน่งถูกกำหนดโดยการอ่านรูปแบบดิสก์โค้ดทันที ดังนั้นจึงไม่มีพัลส์สัญญาณรบกวนทางไฟฟ้าเป็นครั้งคราว ส่งผลให้มีภูมิคุ้มกันสัญญาณรบกวนที่รุนแรง
ความปลอดภัยและความยืดหยุ่นสูง:สามารถตรวจสอบตำแหน่งได้ทันทีที่เปิดเครื่อง- เพื่อหลีกเลี่ยงความเสี่ยงที่เกิดจากการเริ่มจากตำแหน่งที่ไม่รู้จัก สามารถใช้จุดใดก็ได้เป็นจุดอ้างอิงที่ตั้งโปรแกรมได้ ทำให้การออกแบบระบบมีความยืดหยุ่นมากขึ้น

ที่สาม ตัวเข้ารหัสสัมบูรณ์ทางกล (ชนิดแม่เหล็ก)

นี่คือโซลูชันการตรวจจับตำแหน่งสัมบูรณ์รูปแบบใหม่ที่ใช้หลักการตรวจจับแม่เหล็ก ผสมผสานการปิด-หน่วยความจำที่ปิดอยู่เข้ากับความทนทานต่อสภาพแวดล้อมในระดับสูง

1. หลักการตรวจจับตำแหน่งการเลี้ยว-เดี่ยว

แกนกลางประกอบด้วยแม่เหล็กคอมโพสิตพิเศษที่ติดตั้งอยู่ที่ศูนย์กลางของเพลามอเตอร์ (โดยมีสนามแม่เหล็กแบบไบโพลาร์ที่ศูนย์กลางและมีสนามแม่เหล็กแบบหลายขั้วที่บริเวณรอบนอก) และเซ็นเซอร์ต้านทานสนามแม่เหล็กที่เกี่ยวข้อง เซ็นเซอร์จะอ่านค่าทิศทางของสนามแม่เหล็กกลางเพื่อให้ได้มุมสัมบูรณ์หยาบ (เช่น แก้ไขเป็น 180 องศา) และในขณะเดียวกันก็ตรวจจับการเปลี่ยนแปลงเฟสของสนามแม่เหล็กส่วนปลายที่มีความหนาแน่นสูง-เพื่อให้ได้การแบ่งย่อยเชิงมุมที่มีความละเอียดสูง- เมื่อรวมทั้งสองเข้าด้วยกัน จะสามารถคำนวณตำแหน่งสัมบูรณ์ของการเลี้ยวเดี่ยว-ได้อย่างแม่นยำ

2. หลักการตรวจจับตำแหน่งการเลี้ยวหลาย-

เพื่อให้การตรวจจับตำแหน่งสัมบูรณ์แบบหลายเลี้ยว{0}} ระบบแนะนำชุดเฟืองที่แม่นยำ เฟืองหลักติดตั้งอยู่บนเพลามอเตอร์และตามด้วยชุดเฟืองทดที่มีอัตราส่วนฟันเฉพาะ เกียร์แต่ละตัวมีแม่เหล็กและเซ็นเซอร์ของตัวเอง

หลักการทำงาน:เมื่อเพลามอเตอร์หมุน เกียร์แต่ละตัวจะหมุนด้วยความเร็วที่แตกต่างกัน แม่เหล็กบนเฟืองเหล่านี้ก่อให้เกิดการผสมผสานอันเป็นเอกลักษณ์ของความแตกต่างของเฟสเกี่ยวข้องกับตำแหน่งของตน ระบบตรวจจับเฟสฟลักซ์แม่เหล็กของแต่ละเกียร์ และด้วยการถอดรหัสชุดความแตกต่างของเฟสนี้ ทำให้สามารถระบุตำแหน่งทางกลสัมบูรณ์ของเพลามอเตอร์ในช่วงหลายพันรอบได้โดยไม่ซ้ำกัน
คุณสมบัติการออกแบบ:การนับฟันเฟืองได้รับการออกแบบมาเป็นพิเศษเพื่อให้การรวมความแตกต่างของเฟสจะเกิดขึ้นซ้ำหลังจากถึงจำนวนรอบสูงสุดที่ตรวจจับได้ (เช่น 1800 รอบ) จึงรับประกันรหัสตำแหน่งที่ไม่ซ้ำใคร เกียร์ใช้สำหรับการตรวจจับเท่านั้นและไม่มีโหลดไฟฟ้า ผลิตจากวัสดุเรซินที่หล่อลื่นในตัว- ทำให้มีอายุการใช้งานยาวนาน

3. ข้อดีหลักและสถานการณ์การใช้งาน

ไม่มีแบตเตอรี่ หน่วยความจำถาวร:ข้อมูลตำแหน่งถูกกำหนดโดยตำแหน่งทางกายภาพของเฟืองกลและรูปแบบแม่เหล็ก และจะไม่สูญหายแม้หลังจากสูญเสียกำลังไปโดยสิ้นเชิง
ความทนทานต่อสิ่งแวดล้อมสูง:เนื่องจากไม่มีส่วนประกอบทางแสงที่แม่นยำและการออกแบบการตรวจจับแม่เหล็กแบบปิดทั้งหมด จึงทนทานต่อฝุ่น การปนเปื้อนของน้ำมัน การควบแน่น การสั่นสะเทือน และการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิบางอย่างได้ดีกว่าตัวเข้ารหัสแบบออปติคอลมาก
ความสมดุลระหว่างต้นทุนและความน่าเชื่อถือ:แม้ว่าความละเอียดอาจไม่ตรงกับ-ตัวเข้ารหัสออปติคัลระดับบนสุด แต่โครงสร้างที่แข็งแกร่ง ความน่าเชื่อถือสูง และการออกแบบที่-ไม่ต้องใช้แบตเตอรี่-บำรุงรักษา ทำให้เป็นตัวเลือกที่เหมาะสำหรับการใช้งานทางอุตสาหกรรมที่ต้องการความทนทาน ความปลอดภัย และไม่จำเป็นต้องบำรุงรักษาแบตเตอรี่

IV. การอ้างอิงสรุปและการคัดเลือก

บทสรุป

สำหรับสเต็ปเปอร์มอเตอร์แบบลูป-แบบเปิดหรือระบบเซอร์โวมาตรฐานตัวเข้ารหัสส่วนเพิ่มยังคงเป็นตัวเลือกหลักเนื่องจากมีต้นทุนสูง-ประสิทธิผล ในแอปพลิเคชันที่ต้องการ "เปิดเครื่อง-และพร้อม-เพื่อ-ใช้งาน" มีความปลอดภัยสูง หรือฟังก์ชันการกำหนดตำแหน่งที่ซับซ้อนตัวเข้ารหัสสัมบูรณ์เป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้ ในบรรดาโซลูชั่นที่สมบูรณ์ตัวเข้ารหัสสัมบูรณ์ทางกลมอบทางเลือกอันทรงพลังแก่วิศวกรที่สามารถทำให้การออกแบบระบบง่ายขึ้นและปรับปรุง-ความน่าเชื่อถือในระยะยาวได้ ต้องขอบคุณแบตเตอรี่-หน่วยความจำถาวรที่ว่างและความทนทานทางอุตสาหกรรมที่ดีเยี่ยม.