Оптический энкодер: принцип работы
Оптический энкодер является наиболее распространенным типом в промышленной автоматизации. Он использует свет для определения углового положения дерева с очень высокой точностью и без физического контакта.
Основные компоненты
- Источник света (светодиод): инфракрасный светодиод излучает луч коллимированного света в сторону диска. Выбор инфракрасного излучения снижает помехи от окружающего света.
- Диск кодера (кодовый диск): стеклянный или пластиковый диск с рисунком из непрозрачной и прозрачной маркировки. Шаблон определяет тип кодировки (инкрементальная с равноотстоящими строками, абсолютная с кодом Грея или двоичная).
- Фотодетекторы. Фотодиоды или фототранзисторы, расположенные за диском, обнаруживают свет, проходящий через прозрачные области. Они генерируют электрический сигнал, пропорциональный интенсивности света.
- Кондиционирующая электроника: схема ASIC усиливает аналоговые сигналы фотодетекторов, преобразует их в цифровые прямоугольные сигналы с точными порогами и форматирует их в желаемый выходной сигнал (TTL, Line Driver, Push-Pull).
- Высокое разрешение: до 65 536 стр./мин (16 бит) для однооборотного режима.
- Отсутствие механического контакта: отсутствие износа, практически неограниченный срок службы.
- Отличная линейность: погрешность < ±0,01° на прецизионных энкодерах.
- Высокочастотный диапазон: до 300 кГц
- Чувствительность к загрязнениям (пыль на диске)
- Ограниченный температурный диапазон по сравнению с магнитным
- Повышенная сложность конструкции.
Процесс чтения
Когда вал вращается, диск вращается вместе с ним. Непрозрачные области блокируют свет, прозрачные – пропускают его. Фотодетекторы генерируют синусоидальный сигнал, который преобразуется в цифровые импульсы. Два датчика, смещенные на 90° (квадратура), позволяют определить направление вращения.
Преимущества оптических технологий
Ограничения
Идеальные приложения
Станки с ЧПУ, роботы, прецизионные измерительные приборы, системы технического зрения, моторизованные камеры, спутниковые антенны.
