Датчик угла поворота - Курсовая работа

Датчиками угла поворота или энкодерами называют устройства, при помощи которых можно определять положение вращающихся валов. Инкрементальные энкодеры имеют импульсные выход, при повороте на определенный угол на выходе генерируется импульс напряжения. На выходе у абсолютных энкодеров генерируется цифровой код уникальный для каждого положения вала. Помимо контроля положения вращающихся валов, при помощи энкодеров можно еще измерять длину, расстояние (инкрементальный энкодер с мерным колесом), или задавать перемещение инструмента на станке с ЧПУ в ручном режиме (инкрементальный энкодер штурвал). Принцип работы энкодеров проиллюстрирован на рисунке 1.Инкрементальный энкодер с выступающим валом встраиваемый. Тип выхода: универсальный, NPN открытый коллектор, выход по напряжению, дифференциальный выход (только 5 VDC)Хариктиристики энкодера серии Е30S представлены в таблице 1. -Все представленные типы схем выходов имеют одинаковые фазы -Комплементарный выход можно использовать для выхода NPN, открытый коллектор (*1) или выход по напряжению (*2). Хариктиристики энкодера серии ENA представлены в таблице 2 Хариктиристики энкодера серии ENP представлены в таблице 3.Энкодеры предназначены для решения одной из самых важных задач в области промышленной автоматизации - измерению линейных и угловых перемещений, незаменимы при измерении скорости и ускорения. Инкрементальные энкодеры преобразуют механическое вращение вала в набор электронных импульсов, а абсолютные энкодеры позволяют в любой момент времени знать текущий угол поворота оси, в том числе и после пропадания и восстановления питания. -За счет усиленных подшипников, защиты от короткого замыкания исключается возможность поломки энкодера при монтаже. В системах LM нагрузка приходится на внешний блок подшипников, разгружая тем самым чувствительную электронную часть энкодера. Таким образом, увеличивается не только срок службы энкодера, но и всей системы в целом.В частности, абсолютные и относительные (инкрементальные) энкодеры используются в качестве элементов приводов в бумаго-и картоноделательных машинах, упаковочных агрегатах, лесозаготовительных машинах и деревообрабатывающих станках (центрах), различных продольно-и поперечнорезательных машинах, прокатных станах, приводах лифтов и подъемных кранов, а также суппортах токарных станков и координатных столов.

Содержание

Введение

1. Примеры энкодеров различных серий

1.1 Инкрементальный энкодер E30S

1.2 Инкрементальный энкодер серии ENA

1.3 Абсолютный энкодер серии ENP

1.4 Инкрементальный энкодер с серии ENC

2. Применение

3. Энкодеры Sendix

Вывод

Датчиками угла поворота или энкодерами называют устройства, при помощи которых можно определять положение вращающихся валов. Различают инкрементальные (инкрементные) энкодеры и абсолютные энкодеры. Инкрементальные энкодеры имеют импульсные выход, при повороте на определенный угол на выходе генерируется импульс напряжения. На выходе у абсолютных энкодеров генерируется цифровой код уникальный для каждого положения вала. Помимо контроля положения вращающихся валов, при помощи энкодеров можно еще измерять длину, расстояние (инкрементальный энкодер с мерным колесом), или задавать перемещение инструмента на станке с ЧПУ в ручном режиме (инкрементальный энкодер штурвал).

Принцип работы энкодеров проиллюстрирован на рисунке 1. Оптический энкодер состоит из тонкого оптического диска и стационарного блока - измерительной головки, включающей в себя источник света и фотодетектор. Оптический диск включает поверхность из прозрачных и непрозрачных участков. Маркерами могут быть, например, отверстия в металлическом листе или метки на стеклянном диске. При вращении диска, в зависимости от его типа, маркеры пропускают или перекрывают луч света, направленный от светового источника к фотоприемнику.

Фотодетектор генерирует сигнал частотой, равной частоте следования кодовых элементов, в цифровой форме или аналоговый импульсный сигнал, который также может быть усилен и оцифрован. При добавлении второй пары "светодиод-фототранзистор" с угловым смещением относительно первой, соответствующим четверти периода сигнала, может быть получена вторая последовательность импульсов - канал Б с фазовым смещением относительно канала А на 90°. Инкрементальный энкодер, который использует три оптических датчика, позволяет одновременно удваивать разрешение при измерении положения и скорости и детектировать направление.

Рис.1 - принцип действия энкодера.

Датчики линейного и углового перемещения подключаются к модулям АЦП напрямую. Для питания датчиков можно использовать выход генератора. Разрешение инкрементальных энкодеров измеряется в импульсах за оборот [1].

Принцип работы абсолютного энкодера

Абсолютный энкодер относится к типу энкодеров, который выполняет уникальный код для каждой позиции вала. В отличие от инкрементного энкодера, счетчик импульсов не нужен, т.к. угол поворота всегда известен. Абсолютный энкодер формирует сигнал, как во время вращения, так и в режиме покоя. Диск абсолютного энкодера отличается от диска пошагового энкодера, так как имеет несколько концентрических дорожек. Каждой дорожкой формируется уникальный двоичный код для конкретной позиции вала.

Рис.2 - Кодовый диск абсолютного энкодера.

Абсолютный энкодер не теряет своего значения при потере питания и не требует возвращения в начальную позицию. Сигнал абсолютного энкодера не подвержен помехам и для него не требуется точная установка вала. Кроме того, даже если кодированный сигнал не может быть прочитан энкодером, если, например, вал вращается слишком быстро, правильный угол вращения будет зарегистрирован, когда скорость вращения уменьшится. Абсолютный энкодер устойчив к вибрациям [2].

Пусковой ток электродвигателя определяется по формуле: Іпуск=5?Іном (2.1.2), После подстановки получаем следующее численное значение: Іпуск= 5??,?? = 10,7.

Энкодеры к настоящему времени нашли весьма широкое применение во многих отраслях промышленности. В частности, абсолютные и относительные (инкрементальные) энкодеры используются в качестве элементов приводов в бумаго- и картоноделательных машинах, упаковочных агрегатах, лесозаготовительных машинах и деревообрабатывающих станках (центрах), различных продольно- и поперечнорезательных машинах, прокатных станах, приводах лифтов и подъемных кранов, а также суппортах токарных станков и координатных столов.

Размещено на