1， Bộ mã hóa là gì
Trong quá trình hoạt động của mộtHộp số trục vít N20 Động cơ DC, các thông số như dòng điện, tốc độ và vị trí tương đối của hướng chu vi của trục quay được theo dõi theo thời gian thực để xác định trạng thái của thân động cơ và thiết bị được kéo, và hơn nữa để kiểm soát các điều kiện vận hành của động cơ và thiết bị theo thời gian thực, do đó thực hiện nhiều chức năng cụ thể như servo và điều chỉnh tốc độ. Ở đây, việc ứng dụng bộ mã hóa như một yếu tố đo lường đầu vào không chỉ đơn giản hóa đáng kể hệ thống đo lường mà còn chính xác, đáng tin cậy và mạnh mẽ. Bộ mã hóa là một cảm biến quay chuyển đổi các đại lượng vật lý về vị trí và độ dịch chuyển của các bộ phận quay thành một chuỗi tín hiệu xung kỹ thuật số, được hệ thống điều khiển thu thập và xử lý để đưa ra một chuỗi lệnh để điều chỉnh và thay đổi trạng thái vận hành của thiết bị. Nếu bộ mã hóa được kết hợp với thanh răng hoặc vít me, nó cũng có thể được sử dụng để đo vị trí và độ dịch chuyển của các bộ phận chuyển động tuyến tính.
2，phân loại bộ mã hóa
Phân loại cơ bản của bộ mã hóa:
Encoder là sự kết hợp chặt chẽ giữa cơ học và điện tử của thiết bị đo lường chính xác, tín hiệu hoặc dữ liệu sẽ được mã hóa, chuyển đổi, phục vụ cho việc truyền tải, lưu trữ và truyền dữ liệu tín hiệu. Theo các đặc điểm khác nhau, encoder được phân loại như sau:
● Đĩa mã và thang mã. Bộ mã hóa chuyển đổi dịch chuyển tuyến tính thành tín hiệu điện được gọi là thang mã, và bộ mã hóa chuyển đổi dịch chuyển góc thành tín hiệu viễn thông được gọi là đĩa mã.
● Bộ mã hóa gia tăng. Cung cấp thông tin như vị trí, góc và số vòng quay, đồng thời xác định tốc độ tương ứng theo số xung trên mỗi vòng quay.
● Bộ mã hóa tuyệt đối. Cung cấp thông tin như vị trí, góc và số vòng quay theo từng góc, và mỗi góc được gán một mã duy nhất.
● Bộ mã hóa tuyệt đối lai. Bộ mã hóa tuyệt đối lai xuất ra hai bộ thông tin: một bộ thông tin được sử dụng để phát hiện vị trí cực bằng hàm thông tin tuyệt đối, và bộ thông tin còn lại hoàn toàn giống với thông tin đầu ra của bộ mã hóa gia tăng.
Bộ mã hóa thường dùng trong động cơ:
●Bộ mã hóa gia tăng
Sử dụng trực tiếp nguyên lý chuyển đổi quang điện để tạo ra ba bộ xung vuông A, B và Z. Độ lệch pha giữa hai bộ xung A và B là 90o, giúp dễ dàng xác định hướng quay; pha Z là một xung mỗi vòng quay và được sử dụng để định vị điểm tham chiếu. Ưu điểm: cấu tạo đơn giản, tuổi thọ cơ học trung bình có thể lên đến hàng chục nghìn giờ, khả năng chống nhiễu mạnh, độ tin cậy cao, phù hợp cho truyền dẫn đường dài. Nhược điểm: không thể xuất thông tin vị trí tuyệt đối của trục quay.
● Bộ mã hóa tuyệt đối
Trên tấm mã tròn của cảm biến, có một số kênh mã đồng tâm theo hướng xuyên tâm, mỗi kênh bao gồm các sector truyền sáng và không truyền sáng, số sector của các kênh mã liền kề là gấp đôi, và số kênh mã trên tấm mã là số chữ số nhị phân. Khi tấm mã ở các vị trí khác nhau, mỗi phần tử cảm quang sẽ được chuyển đổi thành tín hiệu mức tương ứng tùy theo có ánh sáng hay không, tạo thành số nhị phân.
Loại mã hóa này có đặc điểm là không cần bộ đếm và mã số cố định tương ứng với vị trí có thể được đọc tại bất kỳ vị trí nào trên trục quay. Rõ ràng, càng nhiều kênh mã thì độ phân giải càng cao, và đối với bộ mã hóa có độ phân giải nhị phân N bit, đĩa mã phải có N kênh mã. Hiện tại, Trung Quốc đã có các sản phẩm mã hóa tuyệt đối 16 bit.
3, Nguyên lý hoạt động của bộ mã hóa
Bằng một đĩa mã quang điện có trục ở giữa, trên đó có các đường tròn và các đường khắc tối, có các thiết bị truyền và nhận quang điện để đọc nó, và bốn nhóm tín hiệu sóng sin được kết hợp thành A, B, C và D. Mỗi sóng sin khác nhau về độ lệch pha 90 độ (360 độ so với sóng tròn), và các tín hiệu C và D được đảo ngược và chồng lên các pha A và B, có thể tăng cường tín hiệu ổn định; và một xung pha Z khác được đưa ra cho mỗi vòng quay để biểu thị vị trí tham chiếu bằng không.
Vì hai pha A và B khác nhau 90 độ, nên có thể so sánh pha A ở phía trước hay pha B ở phía trước để phân biệt vòng quay thuận và ngược của bộ mã hóa và bit tham chiếu bằng không của bộ mã hóa có thể thu được thông qua xung bằng không. Vật liệu tấm mã hóa là kính, kim loại, nhựa, tấm mã thủy tinh được lắng đọng trên kính có đường khắc rất mỏng, độ ổn định nhiệt của nó tốt, độ chính xác cao, tấm mã kim loại đi qua trực tiếp và không có đường khắc, không dễ vỡ, nhưng vì kim loại có độ dày nhất định nên độ chính xác bị hạn chế, độ ổn định nhiệt của nó kém hơn kính theo cấp số nhân, tấm mã nhựa kinh tế, chi phí thấp, nhưng độ chính xác, độ ổn định nhiệt, tuổi thọ kém hơn một số.
Độ phân giải - bộ mã hóa cung cấp số lượng đường khắc xuyên suốt hoặc tối trên mỗi vòng quay 360 độ được gọi là độ phân giải, còn được gọi là chỉ số độ phân giải hoặc trực tiếp số lượng đường, thường là 5 ~ 10000 đường trên mỗi vòng quay chỉ số.
4， Nguyên lý đo vị trí và điều khiển phản hồi
Bộ mã hóa (encoder) chiếm một vị trí cực kỳ quan trọng trong thang máy, máy công cụ, gia công vật liệu, hệ thống phản hồi động cơ, cũng như trong các thiết bị đo lường và điều khiển. Bộ mã hóa sử dụng lưới và nguồn sáng hồng ngoại để chuyển đổi tín hiệu quang thành tín hiệu điện TTL (HTL) thông qua bộ thu. Bằng cách phân tích tần số của mức TTL và số lượng mức cao, góc quay và vị trí quay của động cơ được phản ánh trực quan.
Vì góc và vị trí có thể được đo chính xác nên bộ mã hóa và biến tần có thể được tạo thành hệ thống điều khiển vòng kín để điều khiển chính xác hơn, đó là lý do tại sao thang máy, máy công cụ, v.v. có thể được sử dụng chính xác như vậy.
5，Tóm tắt
Tóm lại, chúng ta hiểu rằng bộ mã hóa được chia thành bộ mã hóa gia tăng và bộ mã hóa tuyệt đối theo cấu trúc của chúng, và cả hai đều chuyển đổi các tín hiệu khác, chẳng hạn như tín hiệu quang, thành tín hiệu điện có thể phân tích và điều khiển. Các thang máy và máy công cụ thông dụng trong cuộc sống của chúng ta đều dựa trên sự điều chỉnh chính xác của động cơ, và thông qua điều khiển vòng kín phản hồi của tín hiệu điện, bộ mã hóa kết hợp với biến tần cũng là một cách tự nhiên để đạt được điều khiển chính xác.
Thời gian đăng: 20-07-2023