Rozdíl mezi absolutními a přírůstkovými kodéry

Detekce úhlového a lineárního pohybu je klíčovou funkcí při řízení strojů v továrně na elektroniku. Mikropočítače v těchto strojích často potřebují informace o poloze, směru otáčení a rychlosti otáčení hřídele nebo nápravy, které je třeba převést do digitální podoby. Optické enkodéry jsou elektromechanické přístroje používané k měření úhlových nebo lineárních poloh. Ty, které se používají pro detekci úhlu, se běžně označují jako rotační nebo hřídelové snímače. Ty se stále více používají pro mnoho pracovních míst ve spotřebním a průmyslovém vybavení. Rotační snímače nebo snímače hřídelí mohou být v zásadě absolutní nebo inkrementální. Absolutní kodér poskytuje informace o poloze při ztrátě napájení, zatímco inkrementální kodér se používá tam, kde jsou vyžadovány informace o rychlosti a směru. Oba mohou být použity s úhlovými i lineárními posuny, ale fungují odlišně. Podívejme se podrobně na to, jak se vzájemně liší.

Co je absolutní kodér?

Absolutní kodér má pro každou polohu hřídele jedinečný kód, který představuje absolutní polohu kodéru. Přímo poskytuje digitální výstup představující absolutní posun. Hodnota skutečné polohy se měří okamžitě po zapnutí systému. Absolutní kodér tedy nepotřebuje čítač, protože naměřená hodnota je odvozena přímo ze stupnice. Poskytuje přímo digitální výstup odpovídající poloze. Každá bitová pozice je samostatně kódována prostřednictvím vyhrazeného páru LED. Každý kód představuje absolutní úhlovou polohu hřídele při jeho otáčení. Disk absolutního kodéru používá šedý kód, ve kterém se jeden bit mění najednou, což snižuje chyby komunikace kodéru. Lze je rozdělit na jednootáčkové a vícesměrné kodéry.

Co je to přírůstkový kodér?

Inkrementální kodér je elektromechanické zařízení, které transformuje úhlovou polohu hřídele na digitální nebo pulzní signály. Generuje určitý počet pulzů na otáčku a poskytuje puls pro každý přírůstek odpovídající revoluci. Může měřit změnu polohy, nikoli absolutní polohy. Proto nemůže určit polohu vzhledem ke známému odkazu. Počet generovaných impulsů je úměrný úhlové poloze hřídele. Inkrementální kodéry se používají v aplikacích, kde je požadována informace o rychlosti nebo rychlosti a směru. Pokaždé, když je zařízení zapnuto nebo resetováno, začne počítat od nuly a generuje výstupní signál při každém pohybu hřídele. Typy inkrementálního kodéru mohou být dále rozděleny na kvadraturní kodéry a tachometry.

Rozdíl mezi absolutními a přírůstkovými kodéry

Základy absolutních vs. přírůstkových kódovačů

- Oba jsou elektromechanická zařízení používaná k měření buď úhlových nebo lineárních poloh hřídele a jejich převádění na digitální nebo pulzní signály. Absolutní kodér má jedinečný kód pro každou polohu hřídele, který představuje absolutní polohu kodéru, zatímco inkrementální kodér generuje výstupní signál pokaždé, když se hřídel otáčí o určitý úhel a počet generovaných impulsů je úměrný úhlové poloze hřídel. Inkrementální kodér dokáže změřit změnu polohy, nikoli absolutní polohy.

Princip činnosti absolutních vs. přírůstkových kódovačů

- Absolutní kodér se skládá z binárně kódovaného disku namontovaného na hřídeli tak, že se otáčí s hřídelí. Díky řadě výstupních kanálů je každá úhlová poloha hřídele popsána svým vlastním jedinečným kódem. Počet kanálů se zvyšuje se zvyšujícím se požadovaným rozlišením. Na rozdíl od inkrementálního kodéru nejde o počítací zařízení, které při ztrátě napájení neztrácí informace o poloze. Inkrementální kodér naproti tomu poskytuje výstupní signál pro daný přírůstek úhlové polohy hřídele, který je určen počítáním výstupních impulzů vzhledem k referenčnímu bodu..

Nákladová efektivita

- Kódová matice disku enkodéru je složitější a protože je zapotřebí více světelných senzorů, absolutní kodér obvykle stojí dvakrát tolik jako inkrementální kodéry. Rozlišení je omezeno počtem stop na disku kodéru, takže je dražší získat jemnější rozlišení bez přidání dalších stop. Inkrementální enkodéry jsou naopak méně složité než jejich absolutní protějšky, a proto jsou obvykle levnější.

Stabilita

- Absolutní kodéry mohou nabídnout lepší výkon, přesné výsledky a nižší celkové náklady. Díky své schopnosti poskytovat absolutní hodnoty úhlu, i když je hodnota vynechána, neovlivní to další čtení. Konkrétní čtení nezávisí na přesnosti předchozího čtení. Na druhé straně musí být inkrementální kodér zapnutý během provozu zařízení. Pokaždé, když dojde ke ztrátě napájení, musí být načtení znovu inicializováno nebo systém vykazuje chybu. To zpomaluje výkon systému. Absolutní enkodéry neztrácejí informace o poloze v případě výpadku napájení.

Absolutní vs. přírůstkový kodér: srovnávací tabulka

Shrnutí absolutních vs. přírůstkových kódovačů

Stručně řečeno, inkrementální kodér musí být napájen po celou dobu provozu zařízení. V případě výpadku napájení musí být načtení znovu inicializováno nebo systém zavede chybu. Absolutní enkodér naopak potřebuje energii pouze při odečtu a díky své schopnosti poskytovat odečty absolutních úhlů je konkrétní odečet nezávislý na přesnosti předchozího odečtu. Matice kódu disku v absolutním kodéru je však složitější, takže obvykle stojí dvakrát tolik jako inkrementální kodér, který je na druhé straně méně složitý, takže náklady jsou levnější.