מדוע יש להתקין אנקודרים על מנועים? כיצד פועלים אנקודרים?

1. מהו מקודד

במהלך הפעלתו של אמנוע DC N20 עבור תיבת תולעים, פרמטרים כגון זרם, מהירות ומיקום יחסי של כיוון ההיקף של הציר המסתובב מנוטרים בזמן אמת כדי לקבוע את מצב גוף המנוע והציוד הנגרר, ויתרה מכך, כדי לשלוט בתנאי הפעולה של המנוע והציוד בזמן אמת, ובכך לממש פונקציות ספציפיות רבות כגון סרוו וויסות מהירות. כאן, יישום מקודד כאלמנט מדידה קדמי לא רק מפשט מאוד את מערכת המדידה, אלא גם מדויק, אמין וחזק. המקודד הוא חיישן סיבובי הממיר את הכמויות הפיזיות של מיקום ותזוזה של חלקים מסתובבים לסדרה של אותות פולסים דיגיטליים, הנאספים ומעובדים על ידי מערכת הבקרה כדי להוציא סדרה של פקודות לכוונון ושינוי מצב הפעולה של הציוד. אם המקודד משולב עם מוט הילוכים או בורג, ניתן להשתמש בו גם למדידת מיקום ותזוזה של חלקים נעים ליניאריים.

2, סיווג המקודד

סיווג בסיסי של מקודד:

מקודד הוא מכשיר מדידה מדויק המשלב בין מכאני ואלקטרוני, אותות או נתונים מקודדים, מומרים, לצורך תקשורת, שידור ואחסון של נתוני אותות. בהתאם למאפיינים שונים, מקודדים מסווגים כדלקמן:

● דיסק קוד וסקלת קוד. המקודד שממיר תזוזה ליניארית לאות חשמלי נקרא סקלת קוד, וזה שממיר תזוזה זוויתית לאות תקשורת נקרא דיסק קוד.

● מקודדים מצטברים. מספקים מידע כגון מיקום, זווית ומספר סיבובים, ומגדירים את הקצב המתאים לפי מספר הפולסים לכל סיבוב.

● מקודד מוחלט. מספק מידע כגון מיקום, זווית ומספר סיבובים במרווחי זווית, ולכל תוספת זווית מוקצה קוד ייחודי.

● מקודד מוחלט היברידי. המקודד האבסולוטי ההיברידי מוציא שתי קבוצות מידע: קבוצה אחת של מידע משמשת לזיהוי מיקום הקוטב עם פונקציית מידע מוחלט, והקבוצה השנייה זהה בדיוק למידע המוצא של המקודד המצטבר.

אנקודרים הנפוצים במנועים:

● מקודד מצטבר

שימוש ישיר בעקרון ההמרה הפוטואלקטרית לפלט שלוש קבוצות של פולסים בגל מרובע A, B ו-Z. הפרש הפאזה בין שתי קבוצות הפולסים A ו-B הוא 90 מעלות, כך שניתן לשפוט בקלות את כיוון הסיבוב; פאזת Z היא פולס אחד לכל סיבוב ומשמשת למיקום נקודת ייחוס. יתרונות: בנייה פשוטה, אורך חיים מכני ממוצע יכול להיות מעל עשרות אלפי שעות, יכולת חזקה נגד הפרעות, אמינות גבוהה, ומתאים לשידור למרחקים ארוכים. חסרונות: חוסר יכולת להפיק את מידע המיקום המוחלט של סיבוב הציר.

● מקודד מוחלט

ישנם מספר ערוצי קוד קונצנטריים לאורך הכיוון הרדיאלי על לוחית הקוד המעגלית של החיישן, וכל ערוץ מורכב מסקטורים מעבירי אור וסקטורים שאינם מעבירי אור, ומספר הסקטורים של ערוצי קוד סמוכים כפול, ומספר ערוצי הקוד על לוחית הקוד הוא מספר הספרות הבינאריות. כאשר לוחית הקוד נמצאת במיקומים שונים, כל רכיב רגיש לאור מומר לאות ברמה המתאימה בהתאם לאור או לא, ויוצר את המספר הבינארי.

סוג זה של מקודד מאופיין בכך שאין צורך במונה וניתן לקרוא קוד דיגיטלי קבוע המתאים למיקום בכל מיקום של הציר הסיבובי. ברור שככל שיש יותר ערוצי קוד, כך הרזולוציה גבוהה יותר, ועבור מקודד עם רזולוציה בינארית של N סיביות, דיסק הקוד חייב לכלול N ערוצי קוד. נכון לעכשיו, ישנם מוצרי מקודד מוחלט של 16 סיביות בסין.

3, עקרון העבודה של מקודד

באמצעות דיסק קוד פוטואלקטרי עם ציר במרכז, יש עליו קווי מעבר מעגליים וקווי כיתוב כהים, וישנם התקני שידור וקליטה פוטואלקטריים לקריאתם, וארבע קבוצות של אותות גל סינוס משולבות ל-A, B, C ו-D. כל גל סינוס שונה בהפרש פאזה של 90 מעלות (360 מעלות יחסית לגל היקפי), ואותות C ו-D מתהפכים ומונחים על פאזות A ו-B, מה שיכול לשפר את האות היציב; ופלט דופק פאזה Z נוסף עבור כל סיבוב כדי לייצג את מיקום הייחוס של מיקום האפס.

מכיוון ששתי הפאזות A ו-B שונות ב-90 מעלות, ניתן להשוות האם פאזה A נמצאת מלפנים או מבפנים כדי להבחין בסיבוב קדימה ואחורה של המקודד, וניתן לקבל את סיבית ייחוס האפס של המקודד באמצעות פולס האפס. חומרי לוחית קוד המקודד הם זכוכית, מתכת ופלסטיק. לוחית קוד הזכוכית מונחית על הזכוכית עם קו חריטה דק מאוד, היציבות התרמית שלה טובה ודיוק גבוה, לוחית קוד המתכת עוברת ישירות ואינה חרוטה, אינה שבירה, אך עקב עובי מסוים של המתכת, הדיוק מוגבל, והיציבות התרמית שלה גרועה בסדר גודל מזכוכית. לוחית קוד מפלסטיק היא חסכונית, עלותה נמוכה, אך הדיוק, היציבות התרמית ואורך החיים שלה ירודים.

רזולוציה - מקודד שמספק כמה קווים חרוטים דרך או כהים לכל 360 מעלות של סיבוב נקרא רזולוציה, המכונה גם אינדקס רזולוציה, או באופן ישיר כמה קווים, בדרך כלל באינדקס של 5 ~ 10000 שורות לכל סיבוב.

4, עקרון מדידת מיקום ובקרת משוב

אנקודרים תופסים תפקיד חשוב ביותר במעליות, מכונות, עיבוד חומרים, מערכות משוב מנועים, כמו גם בציוד מדידה ובקרה. המקודד משתמש בסריג ובמקור אור אינפרא אדום כדי להמיר את האות האופטי לאות חשמלי של TTL (HTL) דרך מקלט. על ידי ניתוח תדר רמת ה-TTL ומספר הרמות הגבוהות, זווית הסיבוב ומיקום הסיבוב של המנוע משתקפים ויזואלית.

מכיוון שניתן למדוד את הזווית והמיקום במדויק, ניתן לעצב את המקודד והממיר למערכת בקרה בלולאה סגורה כדי להפוך את הבקרה למדויקת יותר, ולכן ניתן להשתמש במעליות, כלי עבודה וכו' בצורה כה מדויקת.

5, סיכום 

לסיכום, אנו מבינים כי מקודדים מחולקים לאינספורמטיביים ואבסולוטיים בהתאם למבנה שלהם, ושניהם ממירים אותות אחרים, כגון אותות אופטיים, לאותות חשמליים שניתן לנתח ולשלוט בהם. מעליות ומכונות נפוצות בחיינו מבוססות על כוונון מדויק של המנוע, ובאמצעות בקרת לולאה סגורה באמצעות משוב של האות החשמלי, המקודד עם הממיר הוא גם דרך טבעית להשיג שליטה מדויקת.