Enkodery – klasyfikacja.

Enkoder to urządzenie wykorzystywane w automatyce do pomiaru kąta lub przesunięcia. Pod tym pojęciem kryje się wiele jego rodzajów i odmian. W tym poście postaram się je pokrótce opisać.

Enkodery – klasyfikacja

Podział ze względu na rodzaj

Enkodery inkrementalne

– obrotowo – impulsowe (optyczne i magnetyczne)

Enkoder inkrementalny, obrotowy.
Enkoder inkrementalny, obrotowy.

– liniowe (magnetyczne)

Enkoder inkrementalny, liniowy.
Enkoder inkrementalny, liniowy.

Enkodery absolutne

– obrotowe (optyczne i magnetyczne)

Enkoder absolutny, obrotowy.
Enkoder absolutny, obrotowy.

– liniowe (magnetycze)

Enkoder absolutny, liniowy.
Enkoder absolutny, liniowy.

 Enkodery inkrementalne, obrotowe, zwane są również przyrostowymi lub impulsatorami. Zasada działania polega na generowaniu impulsów prostokątnych, po obrocie wału enkodera. Enkoder inkrementalny, optyczny składa się z układu nadajnik – odbiornik oraz z tarczy obrotowej, na której znajdują się szczeliny. Przez nie przechodzi wiązka świetlna wysyłana z nadajnika do odbiornika. Ilość szczelin definiuje rozdzielczość – jeden z głównych parametrów enkodera, czyli liczbę impulsów, które generowane są na wyjściu, po wykonaniu jednego, pełnego obrotu wału enkodera. Enkodery obrotowe, magnetyczne, zbudowane są z układu magnetycznego (pierścień) i czujnik, który bada przemagnesowania. Enkoder inkrementalny posiada przynajmniej 2 kanały wyjściowe A i B, które są przesunięte w fazie o 90 stopni. Dzięki temu możliwe jest rozpoznawanie kierunku obrotu wału.

Budowa wewnętrzna enkodera inkrementalnego.
Budowa wewnętrzna enkodera inkrementalnego.

Enkodery inkrementalne, liniowe, zwane są również liniałami magnetycznymi. Typowy liniał magnetyczny składa się z enkodera liniowego, który porusza się nad taśmą magnetyczną (pomiar bezdotykowy).  Taśma magnetyczna posiada przemagnesowania, tzw. krok magnetyczny. Może on wynosić np. 1; 2; 2,5; 3,2; 5mm itp. W zależności od tego jaki mamy enkoder, wybieramy taśmę z odpowiednim krokiem magnetycznym. Enkodery inkrementalne liniowe, podobnie jak obrotowe mogą pracować z różnymi rozdzielczościami, typowe to: 1mm, 0,1mm, 0,01mm, 0,05mm, 0,001mm. Zastosowania: pomiar odległości w maszynach kamieniarskich lub CNC itp. Maszyny i urządzenia, w których zamontowane są enkodery inkrementalne zwykle na początku pracy wymagają bazowania, w celu ustawienia pozycji początkowej (bazowej).

Enkodery absolutne, obrotowe podobnie jak inkrementalne dzielą się na optyczne i magnetyczne. Zasada działania i budowa są bardzo do siebie zbliżone. Różnica polega na tym że na wyjściu enkodera mamy informację o pozycji (słowo cyfrowe). Najprościej rzecz ujmując enkoder absolutny zna zawsze swoją pozycję, czyli prościej mówiąc „wie” gdzie się znajduje.  Dodatkowo wyróżniamy enkodery jedno i wieloobrotowe. Enkoder jednoobrotowy rozpoznaje unikalne pozycje w zakresie jednego obrotu, gdy go wykona zaczyna pokazywać pozycję „od zera”. Enkoder wieloobrotowy dodatkowo rozpoznaje ilość obrotów np. 8, 16, 256, 1024 itd.

Tarcza enkodera absolutnego, optycznego.
Tarcza enkodera absolutnego, optycznego.

Enkodery absolutne, liniowe. Podobnie, jak w enkoderach inkrementalnych liniał magnetyczny absolutny składa się z enkodera liniowego, absolutnego oraz taśmy magnetycznej – kodowanej absolutnie. Na taśmie magnetycznej znajdują się unikalne pozycje, które rozpoznaje enkoder. Układów, w których zastosowano enkodery absolutne nie trzeba bazować.

W następnych postach omówię najważniejsze parametry na które należy zwrócić uwagę podczas doboru enkoderów.