Podstawy automatyki – detekcja położenia

W automatyce bardzo często zachodzi potrzeba uzyskania informacji, że element mechanizmu jest we właściwej pozycji. Poza informacją o osiągnięciu pewnego punktu, potrzebny jest również pomiar przebytej drogi albo pomiar kąta obrotu danego elementu. Jaki czujnik można do tego zastosować? O tym poniżej.

Enkodery i resolwery

Enkoder to czujnik, który przekształca przemieszczenie liniowe lub kątowe elementu na sygnał elektryczny. Enkodery mogą być inkrementalne (pomiar drogi jest liczony od miejsca zakończenia poprzedniego pomiaru – pomiar względny) oraz absolutne (pomiar jest liczony od miejsca referencyjnego, stałego dla każdego pomiaru – pomiar bezwzględny). Urządzenia te są stosowane do pomiaru przebytej drogi i precyzyjnego manewrowania elementem, np. we wszelkich obrabiarkach CNC i podobnych. Mogą być także używane do kontroli prędkości obrotowej napędów, podobnie jak czujniki indukcyjne opisywane w poprzednim artykule. Są też wykorzystywane w pętli sygnału zwrotnego, np. w napędach wag (o wagach jest przewidziany oddzielny artykuł w ramach niniejszego cyklu).

Resolwer jest elementem mierzącym kąt obrotu, jednak jego budowa jest nieco odmienna od typowego enkodera. Ponadto wyjście enkodera to sygnał impulsowy, zaś wyjście resolwera jest sygnałem napięciowym o wartości z pewnego zakresu.

Istotnym parametrem przy pomiarach drogi jest rozdzielczość przetwornika – liczba impulsów na jeden obrót wału. Im impulsów więcej, tym mniejszy odcinek drogi można zmierzyć – pomiar z większą dokładnością.

Enkoder inkrementalny

Enkoder inkrementalny, jak już było wspomniane, informuje o przebyciu drogi względem miejsca zakończenia poprzedniego pomiaru. Informacja ta jest przekazana w postaci impulsów, zazwyczaj dwóch: A i B. Impulsy te są ,,skrzyżowane” pod kątem 90 stopni, co pozwala określić kierunek obrotu. Niekiedy stosowany jest jeszcze sygnał typu Z, który generowany jest przy pełnym obrocie wału i może być wykorzystany np. do bazowania elementu. Celem kontroli poprawności komunikacji niekiedy stosowane są również negacje wspomnianych sygnałów. Enkodery inkrementalne są wykorzystywane poza przemysłem również w sprzęcie hi-fi jako regulacja głośności czy w różnych panelach sterujących do przeglądania menu, np. w samochodowych systemach multimedialnych – na fotografii 1 enkoder typu EC11 (źródło: www.botland.com.pl).

(…)

——– ciach! ——–

To jest tylko fragment artykułu, którego pełna wersja ukazała się w numerze listopadowym czasopisma Zrozumieć Elektronikę (ZE 11/2023). Pełna wersja czasopisma umieszczona jest pod tym linkiem. Natomiast niepełna, okrojona wersja, pozwalająca zapoznać się z zawartością numeru ZE 11/2023 znajduje się tutaj.

 

Mateusz Ostrycharz
elektryk.mo@gmail.com

 

Uwaga! Osoby, które nie są (jeszcze) stałymi Patronami ZE, mogą nabyć PDF-y z pełną wersję tego numeru oraz wszystkich innych numerów czasopisma wydanych od stycznia 2023, „stawiając kawę” (Cappuccino = 10 złotych za jeden numer czasopisma w postaci pliku PDF).
W tym celu należy kliknąć link (https://buycoffee.to/piotr-gorecki), lub poniższy obrazek

Następnie wybrać:
– jeśli jeden numer ZE – CAPPUCINO (10 zł),
– jeśli kilka numerów ZE – WSPIERAM ZA. I tu wpisać kwotę zależną od liczby zamawianych numerów – wydań (N x 10zł),
Wpisać imię nazwisko.
Podać adres e-mail.
Koniecznie zaznaczyć: „Chcę dołączyć wiadomość dla Twórcy” i tu wpisać, który numer lub numery mamy wysłać na podany adres e-mailowy.