リゾルバーとエンコーダーの違いは何ですか?

高精度モーション システムの世界では、 位置検出は 精度、信頼性、効率を確保するための重要なコンポーネントです。ロボット工学、産業機械、航空宇宙システムのいずれにおいても、位置、速度、方向を正確に決定する能力は不可欠です。この目的で使用される最も一般的なデバイスの 2 つは、リゾルバーとエンコーダーです。どちらも位置フィードバックの目的を果たしますが、まったく異なる原理で動作し、異なるアプリケーションに適しています。

を理解することが最も重要です。 リゾルバーとエンコーダーの違い アプリケーションに適切なテクノロジーを選択する場合、この記事では、 リゾルバー、その利点、制限事項、およびエンコーダーとの比較。さらに、一方が他方よりも適切である可能性がある状況についても説明し、精密モーション システムについて情報に基づいた決定を下すのに役立ちます。

リゾルバーとは何ですか?

レゾルバ は 、角度位置を測定するために使用される電気機械デバイスです。電磁誘導の原理を利用して動作します。構造的には、レゾルバはローターとステーターを備えた変圧器に似ています。ステータには、ロータの角度位置に基づいて正弦波形を生成する巻線が含まれています。レゾルバは、ローターの位置に対応するサインとコサインの 2 つの信号を出力します。

レゾルバは 絶対位置センサーです。つまり、電源サイクル中にリファレンスやリセットを必要とせずに正確な位置フィードバックを提供します。頑丈さと耐久性で知られており、航空宇宙、軍事、産業オートメーションなどの過酷な環境でよく使用されています。

リゾルバーを使用する利点は何ですか?

リゾルバーに は、特定のアプリケーションに最適な、いくつかの明確な利点があります。

1. 過酷な環境における高い信頼性
   レゾルバは耐久性が高く、極端な温度、衝撃、振動、ほこりや湿気などの汚染物質に対して耐性があります。堅牢な構造により、航空宇宙システムや屋外産業機器などの厳しい環境でも信頼性の高いパフォーマンスが保証されます。

2. 絶対位置フィードバック
   インクリメンタル エンコーダとは異なり、レゾルバは 絶対位置 フィードバックを提供します。つまり、電源喪失または再起動後でも位置が保持されます。これにより、ホーミングルーチンやリファレンスマーカーが不要になります。

3. 検出素子に電子部品が不要
   検出素子に電子部品がないため、レゾルバは本質的に電磁干渉 (EMI) に対して耐性があり、電気ノイズの高い環境では重要です。

4. 温度耐性
   レゾルバーは、通常 -55 °C ～ 150 °C 以上の極端な温度でも動作できます。そのため、航空宇宙エンジンや工業炉などの用途に適しています。

5. 長寿命
   レゾルバは、エンコーダに比べて寿命がはるかに長くなります。これは主に、時間の経過とともに摩耗する光ディスクや LED などの繊細なコンポーネントがレゾルバには含まれていないためです。

6. シンプルで信頼性の高い設計
   トランスのような設計により、シンプルさと信頼性が向上し、障害点とメンテナンスコストが削減されます。

リゾルバーに制限はありますか?

リゾルバは耐久性と信頼性に優れていますが、欠点がないわけではありません。

1. エンコーダと比較して精度が低い
   リゾルバは通常、エンコーダと比較して分解能と精度が低くなります。正確な微細位置決めが必要なアプリケーションには、エンコーダの方が良い選択肢となる可能性があります。

2. 複雑な信号処理
   レゾルバによって生成されるサイン信号とコサイン信号には、データを処理するためのレゾルバ/デジタル コンバータ (RDC) などの特殊な機器が必要です。これにより、システムが複雑になり、コストが増加します。

3. 信号処理のコストの上昇
   レゾルバ自体は多くの場合、より頑丈で耐久性がありますが、信号を解釈するために追加の電子機器が必要となるため、全体の実装コストが増加する可能性があります。

4. アプリケーション範囲が限定された
   リゾルバーは、精度よりも耐久性が優先されるアプリケーションに最適です。半導体製造などの超高精度が要求される業界では、レゾルバが要件を満たさない場合があります。

エンコーダとは何ですか?

エンコーダ は 、機械的な動きを電気信号に変換して、位置、速度、または方向を決定するデバイスです。エンコーダは、産業オートメーション、ロボット工学、高精度モーション システムで広く使用されています。2 つの主なタイプがあります。 インクリメンタル エンコーダ と アブソリュート エンコーダの.

1. インクリメンタル エンコーダ
   これらのエンコーダは、シャフトの回転に応じてパルスを生成することにより、相対位置のフィードバックを提供します。パルス数は角変位に対応します。ただし、インクリメンタル エンコーダは、電源が遮断されると位置情報を失います。

2. アブソリュート エンコーダ
   これらのエンコーダは、あらゆるシャフト位置に対して独自の位置フィードバックを提供します。停電後でもアブソリュートエンコーダは位置データを保持するため、重要なアプリケーションに適しています。

エンコーダは、光学、磁気、または容量性の原理を使用して動作します。光学式エンコーダが最も一般的で、光源とパターンを備えた回転ディスクを利用して位置情報を生成します。

エンコーダを使用する利点は何ですか?

エンコーダは、高精度と多用途性を必要とするアプリケーションで好まれます。それらの利点は次のとおりです。

1. 高精度および高分解能の
   エンコーダ、特に光学式エンコーダは、多くの場合サブミクロンの範囲にある非常に高い分解能と精度を提供します。そのため、CNC 機械、ロボット工学、半導体製造などのアプリケーションに最適です。

2. コンパクトで軽量な
   エンコーダは、レゾルバよりも小さくて軽いため、スペースの制約が懸念されるアプリケーションに適しています。

3. 多様な出力オプション
   エンコーダは直角位相、シリアル、アナログなどのさまざまな出力信号を提供できるため、システム設計に柔軟性をもたらします。

4. 幅広いアプリケーション
   エンコーダは、医療機器、研究室オートメーション、産業用ロボットなど、幅広い業界で使用されています。

5. 大量アプリケーション向けのコスト効率の高い
   極端な耐久性を必要としないアプリケーションの場合、通常、エンコーダはリゾルバよりも経済的です。

エンコーダの制限とは何ですか?

エンコーダには利点があるにもかかわらず、次のような制限があります。

1. 環境要因の影響を受けやすい
   エンコーダ、特に光学式エンコーダは、ほこり、汚れ、湿気、振動に敏感です。これにより、過酷な環境ではエラーや障害が発生する可能性があります。

2. インクリメンタル エンコーダの位置の喪失
   インクリメンタル エンコーダは、電源が遮断されると位置データを失うため、起動時に再ホーミングが必要になります。これは、連続動作が必要なアプリケーションでは不利になる可能性があります。

3. 温度範囲が制限されている
   エンコーダは、一般にレゾルバに比べて動作温度範囲が狭いため、極端な条件には適していません。

4. 寿命が短い
   エンコーダには、光ディスク、LED、センサーなどの繊細なコンポーネントが含まれており、時間の経過とともに摩耗しやすくなります。

5. 電磁干渉 (EMI)
   エンコーダは EMI の影響を受けやすく、電気的にノイズの多い環境では信号の完全性に影響を与える可能性があります。

リゾルバーとエンコーダーの選択

リゾルバーとエンコーダーのどちらを使用するかを決定するときは、アプリケーションの特定の要件を考慮することが重要です。評価すべき要素は次のとおりです。

基準	リゾルバー	エンコーダー
環境	EMIが高い、極端な温度、または振動を伴う過酷な環境	妨害を最小限に抑えた、清潔で管理された環境
精度/分解能	中程度の精度。解像度が低い	高精度;より高い解像度
耐久性	非常に耐久性があります。長寿命	耐久性が低い。磨耗に敏感
信号処理	追加の機器（RDC）が必要です	より単純な信号処理
料金	導入コストが高い	通常、標準アプリケーションの方がコストが低くなります
適用範囲	航空宇宙、軍事、重工業	産業オートメーション、ロボット、精密機械

精密運動システムの適切なバランスを見つける

リゾルバーとエンコーダーのどちらを選択するかは、最終的にはアプリケーションの優先順位によって決まります。耐久性と信頼性が重要となる極端な条件でシステムが動作する場合、多くの場合、リゾルバが最良の選択となります。一方、高精度と解像度が最優先される場合は、エンコーダが優れた選択肢となります。

両方のテクノロジーの最近の進歩により、リゾルバーとエンコーダーの間のギャップは狭まりました。たとえば、最新のレゾルバは現在、電気自動車 (EV) でモーターの信頼性の高い位置検出を提供するために使用されており、エンコーダは環境要因に対する耐性が向上するように設計されています。

さらに、両方のテクノロジーの長所を組み合わせたハイブリッド システムが登場し、両方の長所を提供します。これらのシステムは、高精度のためにエンコーダーを使用し、障害時のバックアップ フィードバックのためにリゾルバーを使用します。

結論

を理解することは リゾルバとエンコーダの違い 、アプリケーションに適切な位置フィードバック デバイスを選択するために重要です。その間 レゾルバは 耐久性、信頼性、過酷な環境におけるパフォーマンスに優れ、エンコーダは高精度および高解像度のアプリケーションで威力を発揮します。システムの要件を慎重に評価することで、最適なパフォーマンスと寿命を保証する情報に基づいた決定を下すことができます。

どちらのテクノロジーも、オートメーション、ロボット工学、その他の業界の進歩によって進化し続けています。堅牢性を優先するか精度を優先するかにかかわらず、適切な選択はモーション コントロール システムの効率と信頼性に大きな影響を与える可能性があります。

よくある質問

1. 屋外アプリケーションにはリゾルバーとエンコーダーのどちらが適していますか?
レゾルバは、耐久性と、湿気、埃、極端な温度などの環境要因に対する耐性があるため、屋外でのアプリケーションに適しています。

2. リゾルバーは高解像度のフィードバックを提供できますか?
通常、リゾルバーは中程度の解像度を提供します。高解像度が必要なアプリケーションには、エンコーダの方が良い選択肢です。

3. リゾルバーを一般的に使用する業界は何ですか?
レゾルバは、堅牢性が不可欠である航空宇宙、軍事、重機、産業オートメーションでよく使用されます。

4. エンコーダはリゾルバよりもコスト効率が高いですか?
通常、エンコーダは、極端な耐久性や耐環境性を必要としないアプリケーションの場合、よりコスト効率が高くなります。

5. リゾルバーとエンコーダーを一緒に使用できますか?
はい、ハイブリッド システムでは両方のテクノロジーを活用し、レゾルバーの耐久性とエンコーダーの精度を組み合わせてパフォーマンスを向上させることができます。