+7 (495) 797-88-66

Сделать заказ
Skype Me™!
Сделать заказ

Энкодеры, счетчики импульсов, индикаторы, токосъемники, магнитные и рулеточные измерительные системы

Тип энкодера: мм.
Диаметр корпуса: Ø мм.
Диаметр вала: Ø ≥ мм.
Диаметр полого вала: Ø ≥ мм.
Максимальная частота вращения: об/мин
Интерфейс:

Показать дополнительные параметры

FAQ:




Сделать заказ

Общая информация

Купить энкодеры, датчики линейных и угловых перемещений, счетчики импульсов и индикаторы, купить, заказать, сделать заказ, приобрести

Что такое энкодер?

Определение. Энкодер - это устройство для преобразования угловых или линейных перемещений в аналоговый или цифровой сигнал.

Строго говоря, преобразовываться может как само перемещение, так и скорость такого перемещения.

Отсюда вытекают 2 основных класса энкодеров - абсолютные энкодеры и инкрементальные энкодеры.

Кроме того, энкодеры классифицируют по физическому принципу действия, а именно:

1. Оптические энкодеры.

Что означает - оптический энкодер? Это означает, что есть источник света, приёмник, а между ними движется некий объект с прозрачными и непрозрачными для света зонами. Возможен также вариант, когда источник и приёмник конструктивно объединены в одном корпусе, а приемник ловит отраженный сигнал от регулярной структуры с хорошо и плохо отражающими зонами.

Оптические энкодеры на сегодня получили наибольшее распространение в промышленности. Это обусловлено тем, что технология их изготовления понятна, хорошо отработана и давно шагнула в страны т.н. третьего мира.

Главные плюсы оптических энкодеров - цена (вилка от 30 до 500$ ExW) и хорошее разрешение. У недорогих моделей этот показатель равен 500 - 1000 - 2000 физических рисок на оборот. В лучших образцах разрешение доведено до 10 000 рисок на оборот.



Энкодеры (информация об энкодерах)



Энкодер: Назначение, применение, особенности работы



Схема и работа энкодера

Оптический энкодер – основан на принципе оптического сканирования. В основе экнодера, находится вращающийся, хорошо отцентрованный диск, с расположенной на нём сеткой (кодовым рисунком), состоящим из набора меток (рисок). Данный диск установлен между светодиодом и приемным оптическим элементом.



Световой поток, излучаемый световым элементом (светодиодом), направляется специальной неподвижной маской через решетку вращающегося диска и, далее, попадает на приемный фотоэлемент, который создает сигнал пропорциональный светосиле. Вращение диска приводит форму сигнала к виду синусоидальной волны.



Механические преимущества энкодеров марки Kubler

Надежная конструкция на подшипниках: Safety-Lock ™ дизайн, сдвоенные подшипники, подшипники большого диаметра, высокопрочное внешнее кольцо подшипников для обеспечения стабильности в случае вибрации и устойчивости в результате неправильной установки. Простои оборудования и ремонт исключены.
Идеально для использования вне помещений благодаря цельнометаллическому герметичному корпусу. Исполнение в сильно защищённом корпусе IP 67 для работ в диапазоне температур от -40С до + 90С.



Обработка сигналов

Обработка синусоидальных сигналов происходит в специально сгенерированном электрическом цикле. Большинство контроллеров требуют квадратурных сигналов на входе. Поэтому сигналы предварительно обрабатываются непосредственно в энкодере, используя различные выходные контуры, в зависимости от применения.



Количество каналов в энкодере

Энкодеры с одним выходным каналом
Энкодеры с одним выходным каналом используют там, где не требуется датчик направления, например: контроль скорости, измерение дины.



Энкодеры с двумя выходными каналами

Энкодеры с двумя каналами применяются, где необходимо мерить направление вращения, например: позиционирование, применяются энкодеры с двумя каналами «А» и «Б» со сдвигом по фазе на 90 градусов. Измерение сдвига фазы позволяет определять направление движения.



Энкодеры с двумя выходными каналами


Энкодеры с тремя выходными каналами

Трех-канальные энкодеры, в дополнение в двум каналам «А» и «Б», содержат один дополнительный канал, по которому передается нулевой импульсный сигнал за один оборот вала. Обычно используется для калибровки машин.



Увеличение импульсов

Разрешение двуканального энкодера может быть увеличено в два или в четыре раза, используя специальный режим определения угловых скоростей.
Энкодер с физическим разрешением в 5000 импульсов за оборот, может генерировать 20000 импульсов за оборот, используя данную технологию.



Инвертированные сигналы

Энкодеры с инвертированными сигналами применяются в сильно зашумленном электрическом поле, и/или когда применяются кабели с большой диной (применяются энкодеры с комплементарными сигналами) Данные сигналы всегда доступны с выхода RS422 и из выходов с синусоидальным выходным сигналом, или опционально двухтактных выходов.



Разрешение энкодеров

Требуемое угловое или линейное разрешение, для определенных задач, определяет необходимое количество импульсов за один оборот.
Линейные перемещения сначала должны быть преобразованы в круговые, например: при помощи шпинделя.



Пример №1:

Энкодер оборудован измерительным колесом. Каждый оборот равен расстоянию в 200мм. Точность должна быть 0,1 мм. Каково требуемое разрешение?


Дано:
Длина оборота измерительного колеса U=200мм
Погрешность системы: G=0,1мм
Нужно найти: каково разрешение энкодера А=? (импульсы за один оборот)

Решение:


А=U/G= 200/0,1= 2000



Ответ:


Требуемое разрешение энкодера равно – 2000 импульсов за один оборот



Частота импульсов энкодеров

Требуемая частота импульсов может быть рассчитана как результат импульсов за один оборот деленный на максимальную скорость вращения.


Максимальная частота импульсов указывается в документации на каждый энкодер.


Обычно это 300 кГц, но она так же может быть равна частотам до 800 кГц для энкодеров с высоким разрешением.


Пример №2:

Дано:
Скорость вращения: n=300 мин-1
Разрешение энкодера: R=1000 импульсов за один оборот


Нужно найти: требуемая частота импульсов энкодера



Решение:


F max = n x A / 60



Ответ:


требуемая частота импульсов энкодера = 50кГц. Это частота может быть сравнима с максимальной частотой импульсов требуемого энкодера.




Выходы сенсора в энкодере

При использовании кабелей большой длины, значительно увеличивается их внутреннее сопротивление, что может привести к недостаточному напряжению для питания энкодера.
Используя выход сенсора в энкодере, возможно измерение уровня напряжения, и если это необходимо, осуществление увеличения напряжения.



Цифровые выходы в энкодерах

Синусоидальный сигнал из оптической системы сначала должен быть переведен в цифровой вид, чтобы принять квадратурную форму.

Чтобы передать сигналы, с двумя выходами, необходимо использовать RS422 или двухтактный протоколы.



Двухтактные выходы в энкодерах

Двухтактные выходы подключаются к картам со счетным интерфейсом, электронным счетчикам или входам PLC. Данные выходы бывают двух типов:
Двухтактные со встроенной регулировкой сопротивления
Двухтактные со встроенной регулировкой сопротивления , рекомендуется применять для кабелей с сопротивлением 40-150 Ом
Рекомендуется применять для длинных кабелей, для импульсов высокой частоты и напряжением частоты до 30В Вместе или без инверсированных (комплементарных) сигналов.



Двухтактные (7272) выходы в энкоднре:

Универсальные линейные приводы 5-30В с низким TTL уровнем (макс. 0,5В) Рекомендуется применять для кабелей длиной до 30м
Применение с инверсированными сигналами




Выходы для синусоидального сигнала в энокдере

Синусоидальные сигналы так же выступают в качестве сигналов напряжения. Они могут быть в последствии отработаны электроникой для целей оценки измерений. Из-за интерполяции двух сигналов , которые имеют сдвиг по фазе на 90 градусов, возможно достичь очень высокого разрешения. Поэтому они очень подходят для применения со сверх-медленными двигателями, например: шлифовальные машины, элеваторы, лифты и т. п.



Длина кабелей для инкрементных энкодеров

В зависимости от задач применения энкодеров, длина кабелей должна быть как можно короче, особенно в зонах, где существует высокий уровень электромагнитных шумов.
Всегда используйте экранированные кабели – экран должен быть подключен с двух сторон с энкодеру и к контроллеру. Диаметр сердечника для сигнальных кабелей должен быть больше 0,14мм2
Диаметр сердечника для силовых кабелей питания должен быть достаточно большим, в зависимости от длинны данных кабелей, рассчитан для передачи достаточного уровня сигнала.



Защита от короткого замыкания в энкодерах

Выходы энкодеров имеют защиту от короткого замыкания, при условии правильного подключения напряжения энкодера. Если выходы подключены с ошибками, например перепутаны входы 0В, или +UВ, или выходы между собой, то энкодер не будет поврежден. Как только ошибки подключения будут исправлены, энкодер снова будет готов к работе.

Преимущество:

Ошибки подключения энкодеров очень часто встречаются во время подключения и пуско-наладки промышленного оборудования, функция защиты энкодеров не позволяет им быстро выходить из строя до начала работы.



Механический узел Sendix от Kubler

Механическая передача, применяемая в энкодерах Kubler, имеет чистое оптическое сканирование, полностью не восприимчиво к магнитным полям (промышленному шуму).


Прямой привод с двойным подшипником

Применены специальные материалы для высокой стабильности работы и длительному ресурсу Специальная форма зубов шестерен для обеспечения высоких скоростей и уменьшения износа.


Запатентованная технология интеллектуального сканирования Intelligent Scan Technology ™

Весь функционал энкодера интегрирован в оптическую систему «Opto ASIC», что обеспечивает исключительную надежность.

Энкодеры с оптическим сенсором могут иметь разрешение до 41 бита.
Более того, энкодеры с технологией Intelligent Scan Technology ™ -100% не восприимчивы к магнитному промышленному шуму.



Перейти в раздел документации по продукции Кюблер (Kubler)



2. Резольверы.

Резольвер, по сути, представляет современное воплощение старого, хорошо знакомого - СКВТ - синусно-косинусного вращающегося трансформатора. На одну из обмоток которого подаётся напряжение, а с другой, ортогональной обмотки, снимается аналоговая синусоида по фазе которой можно судить о положении ротора относительно статора.

Главное достоинство резольвера в том, что он не настолько "нежен" как оптический энкодер. Ведь для правильной работы энкодера исключительно важно соблюдать зазоры между источником - диском - приёмником. Эти зазоры уходят за свои допустимые границы обычно по двум причинам. Первое - это изношенные подшипники мотора или механизма, что вызывает как радиальные, так и осевые биения на валу. Второе - проблемы связанные с установкой энкодера. Даже "небольшие" постукивания, даже деревянной киянкой, могут повредить энкодер. Такие же проблемы бывают при установке сервоприводов с уже предустановленным энкодером.

Сказанное не означает, что по резольверу можно стучать, а он будет работать и работать. Но тем не менее, его неприхотливость и "дуракоустойчивость" существенно превышают аналогичные энкодерные показатели.

По этой причине у всех приличных производителей сервомоторов в линейке существует резольверная версия обратной связи.

3. Магнитные энкодеры.

Магнитный энкодер – основан на принципе сканирования изменения магнитного поля. Магнитное поле, создаваемое вращающемся постоянным магнитом, сканируется ASIC-сенсором. Каждое угловое положение соответствует вектору поля, которое преобразуется ASIC-сенсором в инкрементальные сигналы.

Магнитный энкодер - это сравнительно новый вид датчиков обратной связи, в котором вращается магнитный диск с количеством пар полюсов типа север - юг от 2 до 50. А специальный датчик на расстоянии до 0.5 -2 мм считывает соответствующие синусоиды. Далее сигнал интерполируется, оцифровывается и направляется на устройство управления верхнего уровня.

Но большее распространение пока получили линейные, см. ниже фото, магнитные датчики перемещений.

Это связано, в первую очередь с тем, что сами по себе линейные датчики являются приборами ПРЯМОГО, непосредственного измерения перемещений, по сравнению с датчиками вращения. Это позволяет автоматически компенсировать люфты трансмиссии и прочей механики. А во-вторых магнитные датчики на фоне оптических гораздо менее чувствительны к загрязнениям внешней среды.

Подбор датчика обратной связи.

В этой ситуации большинство потребителей исходят из принципа - необходимый функционал за минимальную плату при удовлетворительной надёжности энкодера. В целом, такой подход, скорее оправдан. И такое решение, как правило, обходится в сумму 50 - 200 $. Безотносительно к тому идёт ли речь об оптическом энкодере, магнитном или резольвере.

Это наверняка будет изделие азиатского происхождения, либо европейский эконом-вариант.

В случае оборудования высокоточного (17-21 бит на оборот), высокопроизводительного (сетевые интерфейсы SSI, BiSS, EnDat, Hyperface, ProfiNet...), высокотемпературного и/или взрывозащищённого, стоимость датчика возрастает на порядок, и может составить 500 - 2500$.

С вероятностью, явно более половины, это будет изделие немецкого происхождения.

Компания Сервотехника уже 15 лет продвигает торговую марку Fritz Kübler GmbH, являясь эксклюзивным представителем в России.

За всё это время десятки тысяч энкодеров Kübler нашли своё применение как в сложных электротехнических устройствах - многоосевых манипуляторах, высокопроизводительных технологических линиях, так и в, относительно несложных, станках, конвейерах, лифтах.

Для подбора энкодера сообщите, пожалуйста, ваши требования здесь, или заполните наш опросник в начале страницы.









Статьи




Компания Сервотехника
© 2004-2017 ООО «Сервотехника»
+7 (495) 797-88-66
servotechnica.ru
info@servotechnica.ru
QR-КОД компании Сервотехника