Bộ mã hóa là gì?
Trong quá trình vận hành động cơ, việc giám sát thời gian thực các thông số như dòng điện, tốc độ quay và vị trí tương đối theo hướng chu vi của trục quay sẽ xác định trạng thái của động cơ.động cơThân xe và thiết bị được kéo, và hơn nữa, điều khiển thời gian thực các điều kiện hoạt động của động cơ và thiết bị, từ đó thực hiện việc điều chỉnh servo, điều chỉnh tốc độ và nhiều chức năng cụ thể khác.
Ở đây, việc ứng dụng bộ mã hóa làm phần tử đo lường phía trước không chỉ giúp 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 vị trí và độ dịch chuyển của các bộ phận quay thành một loạt tín hiệu xung kỹ thuật số, được hệ thống điều khiển thu thập và xử lý để đưa ra một loạt lệnh nhằm điều chỉnh và thay đổi trạng thái hoạt động 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 các đại lượng vật lý về vị trí và độ dịch chuyển của các bộ phận chuyển động tuyến tính.
Phân loại cơ bản của bộ mã hóa
Bộ mã hóa là sự kết hợp chặt chẽ giữa cơ khí và điện tử của các thiết bị đo chính xác, dùng để mã hóa, chuyển đổi tín hiệu hoặc dữ liệu, truyền thông, truyền tải và lưu trữ dữ liệu tín hiệu.
Bộ mã hóa là thiết bị đo chính xác kết hợp các thành phần cơ khí và điện tử để mã hóa, chuyển đổi, giao tiếp, truyền tải và lưu trữ tín hiệu và dữ liệu. Theo các đặc điểm khác nhau, bộ mã hóa được phân loại như sau: - Bộ mã hóa đĩa mã và thang mã: chuyển đổi dịch chuyển tuyến tính thành tín hiệu điện gọi là bộ mã hóa thang mã, chuyển đổi dịch chuyển góc thành tín hiệu viễn thông gọi là bộ mã hóa đĩa mã; - Bộ mã hóa gia tăng: cung cấp vị trí, góc và số vòng quay, v.v., xác định tốc độ bằng số xung trên mỗi vòng quay; - Bộ mã hóa tuyệt đối: cung cấp thông tin như vị trí, góc và số vòng quay theo gia số góc, mỗi gia số góc được gán một mã duy nhất.
- Bộ mã hóa tuyệt đối lai: Bộ mã hóa tuyệt đối lai xuất ra hai tập thông tin: một tập thông tin được sử dụng để phát hiện vị trí của các cực từ, với chức năng thông tin tuyệt đối; tập thông tin còn lại hoàn toàn giống với thông tin đầu ra của bộ mã hóa gia tăng.
Các bộ mã hóa thường dùng chođộng 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. Hai bộ xung A và B có độ lệch pha 90°, có thể dễ dàng xác định hướng quay; xung Z tạo ra một pha, được sử dụng để định vị điểm tham chiếu. Ưu điểm: nguyên lý cấu tạo đơn giản, tuổi thọ cơ học trung bình hàng chục nghìn giờ trở lên, khả năng chống nhiễu mạnh, độ tin cậy cao, phù hợp cho truyền dẫn đường dài. Nhược điểm: không thể xuất ra thông tin vị trí tuyệt đối của trục quay.
Bộ mã hóa tuyệt đối
Cảm biến kỹ thuật số đầu ra trực tiếp, đĩa mã tròn của cảm biến có một số kênh mã đồng tâm theo hướng xuyên tâm, mỗi kênh được tạo thành bởi các phân vùng trong suốt và không trong suốt với ánh sáng. Số lượng các phân vùng kênh mã liền kề có mối quan hệ kép: số kênh mã trên đĩa mã là số chữ số nhị phân, số bit trên đĩa mã đó. Ở một phía của đĩa mã có nguồn sáng, phía còn lại tương ứng với mỗi kênh mã có một phần tử cảm quang; khi đĩa mã ở các vị trí khác nhau, phần tử cảm quang sẽ chuyển đổi tín hiệu mức tương ứng tùy thuộc vào việc nó có được chiếu sáng hay không để tạo thành một số nhị phân.
Loại bộ mã hóa này có đặc điểm là không cần bộ đếm và có thể đọc ra mã số cố định tương ứng với vị trí tại bất kỳ vị trí nào của trục quay. Rõ ràng, càng nhiều kênh mã thì độ phân giải càng cao; đối với bộ mã hóa có độ phân giải nhị phân N bit, đĩa mã phải có N kênh mã vạch. Hiện nay, có các sản phẩm bộ mã hóa tuyệt đối 16 bit.
Nguyên lý hoạt động của bộ mã hóa
Thông qua một trung tâm có trục của tấm mã quang điện, có một vòng xuyên qua các đường kẻ tối, có các thiết bị phát và thu quang điện để đọc, thu được bốn bộ tín hiệu sóng sin được kết hợp thành A, B, C, D, mỗi sóng sin có độ lệch pha 90 độ (so với sóng tròn 360 độ), tín hiệu C, D đảo ngược, chồng lên tín hiệu hai pha A, B, có thể được tăng cường để ổn định tín hiệu; và mỗi vòng quay còn lại xuất ra một xung pha Z đại diện cho vị trí tham chiếu số 0.
Do có sự chênh lệch pha 90 độ giữa hai cực A và B, có thể so sánh với pha A ở phía trước hoặc pha B ở phía trước để phân biệt chiều quay thuận và nghịch của bộ mã hóa. Thông qua xung zero, ta có thể thu được vị trí tham chiếu zero của bộ mã hóa.
Vật liệu làm đĩa mã hóa bao gồm thủy tinh, kim loại, nhựa. Đĩa thủy tinh được tạo ra bằng cách khắc một đường rất mỏng trên bề mặt thủy tinh, có độ ổn định nhiệt tốt và độ chính xác cao. Đĩa kim loại được chế tạo trực tiếp mà không cần khắc đường, không dễ vỡ, nhưng do độ dày nhất định của kim loại nên độ chính xác bị hạn chế, và độ ổn định nhiệt sẽ kém hơn đĩa thủy tinh một bậc. Đĩa nhựa có giá thành thấp, nhưng độ chính xác, độ ổn định nhiệt và tuổi thọ kém hơn.
Độ phân giải - bộ mã hóa cung cấp số lượng vạch sáng hoặc tối trên mỗi 360 độ quay được gọi là độ phân giải, còn được gọi là độ phân giải của chỉ số, hoặc nói trực tiếp là số lượng vạch, thường là 5 ~ 10.000 vạch trên mỗi vòng quay của chỉ số.
Nguyên lý đo vị trí và điều khiển phản hồi
Bộ mã hóa đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong thang máy, máy công cụ, gia công vật liệu, hệ thống phản hồi động cơ và thiết bị đo lường và điều khiển. Bộ mã hóa sử dụng các lưới quang học và nguồn sáng hồng ngoại để chuyển đổi tín hiệu quang học thành tín hiệu điện TTL (HTL) thông qua bộ thu, bộ thu này phản ánh trực quan góc quay và vị trí của động cơ bằng cách phân tích tần số của mức TTL và số lượng mức cao.
Do góc và vị trí có thể được đo chính xác, nên có thể tạo ra một hệ thống điều khiển vòng kín bằng bộ mã hóa và bộ biến tần để làm cho việc điều khiển chính xác hơn nữa, đó là lý do tại sao thang máy, máy công cụ, v.v. có thể được sử dụng với độ chính xác cao như vậy.
Bản tóm tắt
Tóm lại, chúng ta hiểu rằng bộ mã hóa được chia thành hai loại: tăng dần và tuyệt đối dựa trên cấu trúc, chúng cũng chuyển đổi các tín hiệu khác, chẳng hạn như tín hiệu quang học, thành tín hiệu điện có thể được phân tích và điều khiển. Và trong cuộc sống hàng ngày, thang máy và máy công cụ đều dựa trên sự điều chỉnh chính xác của động cơ, thông qua điều khiển vòng kín bằng phản hồi tín hiệu điện, bộ mã hóa kết hợp với bộ biến tần cũng là một giải pháp đương nhiên để đạt được sự điều khiển chính xác.
Thời gian đăng bài: 23/02/2024