Датчики угловых перемещений

Датчики угловых перемещений изменяют механические угловые перемещения в электрические сигналы. Датчики углового перемещения находят широкое применение в измерениях угловых скоростей, углов, линейных перемещений. Датчики углового перемещения делятся на два вида: инкрементальные датчики и датчики абсолютного положения.

Инкрементальные датчики создают информацию относительно положения и угла объекта в виде электрических импульсов, которые соответствуют положению вала. Когда вал неподвижен, передача импульсов прекращается. Инкрементальные датчики перемещения имеют основной рабочий параметр - количество импульсов на вращение.

Инкрементальные датчики вырабатывают сигнал при изменении углового положения вала относительно исходного состояния. Выходной сигнал представляет собой последовательность импульсов прямоугольной (реже синусоидальной) формы. Количество импульсов пропорционально изменению углового положения вала и может достигать 5000 на один оборот. Количество импульсов на оборот называют также числом разбиений на оборот. Сигналы синусоидальной формы позволяют осуществлять их интерполяцию, что позволяет обеспечить высокое разрешение датчика (до 36000 импульсов на оборот). Обычно инкрементальные датчики выполняются двух- или трехканальными. На двух выходах таких датчиков формируются последовательности импульсов A и B, сдвинутых по фазе на 90°, что позволяет внешним устройствам определить направление вращения. На третьем выходе формируется нулевой импульс, который выдается один раз на оборот и служит для привязки к определенному (исходному) состоянию машины.

Датчики абсолютного положения на выходе обеспечивают информацию об абсолютном угловом положении вала. Их преимущество состоит в том, что эти датчики перемещения непосредственно выдают информацию о текущем значении угла и его не требуется вычислять. Датчики угловых перемещений и линейных применяются для: определения размеров, форм и габаритов объекта, определения наличия местоположения и расстояния до объектов, измерения скорости вращения, подсчета количества объектов.

Датчики абсолютного положения обеспечивают на выходе информацию об абсолютном угловом положении вала. Преимущество датчиков абсолютного положения состоит в том, что они непосредственно выдают информацию о текущем значении угла и не требуется вычислять его. При изменении углового положения вала в обесточенном состоянии датчика новое положение может быть считано непосредственно сразу после включении питания. Выходной сигнал представляет собой числовой эквивалент текущего значения угла. Число может быть представлено в двоичном коде или коде Грэя.

Разрядность кода, или разрешение датчика может достигать 14 бит. Существует 2 типа датчиков абсолютных углов: одно - и многооборотные. Многооборотные датчики вырабатывают информацию не только о текущем значении угла, но и о количестве оборотов. Разрешение таких датчиков по углу достигает 13 бит, число оборотов - до 4096 (12 бит).

Энкодеры представляют собой датчики угловых перемещений - они преобразуют механические угловые перемещения в электрические сигналы. Энкодеры находят широкое применение для измерения угловых скоростей, углов, линейных перемещений. Естественно, для измерения линейного перемещения его необходимо преобразовать во вращательное.

 

Энкодеры выпускаются со сплошным и полым валом. Энкодеры с полым валом позволяют более простую их механическую стыковку с приводом с меньшим количеством деталей. Поэтому, несмотря на несколько более высокую стоимость, применение энкодеров с полым валом позволяет в целом уменьшить затраты.