Датчик кута повороту
Датчик кута повороту — пристрій, за допомогою якого вимірюють кут повороту вала.
Датчики кута повороту (енкодери) поділяються на інкрементні та абсолютні, які можуть мати дуже високу роздільну здатність. Енкодери в свою чергу можуть бути як оптичними, так і магнітними та можуть працювати через шинні інтерфейси.
Різновиди ред.
Інкрементні енкодери ред.
Інкрементні енкодери призначені для визначення швидкості обертання і кута повороту об'єктів, які обертаються. Вони генерують послідовний імпульсний цифровий код, який містить інформацію про кут повороту. Якщо вал зупиняється — то припиняється і передача імпульсів. Основним робочим параметром датчика є кількість імпульсів за один оберт. Миттєву величину кута повороту визначають підраховуючи кількість імпульсів від початку обертання. Для визначення кутової швидкості об'єкта, процесор в тахометрі виконує диференціювання кількості імпульсів за часом, таким чином одразу видає величину швидкості, тобто число обертів за хвилину. Вихідний сигнал має два канали, в яких ідентичні послідовності імпульсів зсунуті по фазі на 90°, що дає можливість визначати напрямок обертання. Також є цифровий вихід нульової відмітки, який дає можливість визначити абсолютне положення вала.
Абсолютні енкодери ред.
Основною характеристикою абсолютних енкодерів — як оптичних, так і магнітних — є число кроків, тобто унікальних кодів на оберт і кількість таких обертів. При цьому не потрібне початкове встановлення «нуля» та ініціалізації. Найпоширеніші типи вихідного сигналу — це паралельний код, інтерфейси Profibus-DP, CANopen, DeviceNet, SSI, LWL, через котрі також виконується програмування датчиків.
Оптичні енкодери ред.
Оптичні енкодери мають жорстко закріплений на валу скляний диск із прецизійною оптичною шкалою. При обертанні об'єкта з закріпленим на ньому диском оптопара зчитує інформацію, а електронна схема перетворює її в послідовність дискретних електричних імпульсів. Абсолютні оптичні енкодери — це датчики кута повороту, де кожному положенню вала відповідає унікальний цифровий вихідний код, який разом з числом обертів є основним робочим параметром пристрою.
Магнітні енкодери ред.
Магнітні енкодери з високою точністю реєструють проходження магнітних полюсів магнітного елемента, що обертається на малій відстані від чутливого елемента, і перетворюють цю інформацію у відповідний цифровий код.
Механічні та оптичні енкодери з послідовним виходом ред.
Мають у своєму складі діелектричний чи скляний диск з нанесеними на нього випуклими, провідними чи непрозорими ділянками, відповідно до конкретної конструкції приладу. Визначення абсолютного кута повороту диска виконується лінійкою вимикачів чи контактів у випадку механічної схеми, або лінійкою оптопар, у випадку оптичної схеми. Вихідні сигнали являють собою код Грея, який дозволяє позбутися неоднозначності інтерпретації сигналу.
Кріплення ред.
Датчики приєднуються до об'єкта, що обертається, за допомогою суцільного або порожнистого вала. Порожнистий вал, в свою чергу, може бути наскрізним або тупиковим. Вал датчика з'єднують з валом об'єкта за допомогою еластичної або жорсткої з'єднувальної муфти. Як альтернатива, вал датчика з'єднують безпосередньо з валом об'єкта, якщо датчик має порожнистий вал. У першому випадку можливі несоосності компенсуються деформацією гнучкої втулки. У другому випадку одним з можливих варіантів може бути фіксація енкодера за допомогою штифта.
Посилання ред.
- Джерело статті [Архівовано 4 травня 2008 у Wayback Machine.]