Vo svete presných pohybových systémov je snímanie polohy kritickou súčasťou zabezpečenia presnosti, spoľahlivosti a efektívnosti. Či už ide o robotiku, priemyselné stroje alebo letecké systémy, je nevyhnutná schopnosť presne určiť polohu, rýchlosť a smer. Dve z najbežnejších zariadení používaných na tento účel sú riešitelia a kódovače. Aj keď obidve slúžia na účel spätnej väzby polohy, pôsobia na úplne odlišných zásadách a sú vhodné pre rôzne aplikácie.
Pochopenie rozdielu medzi riešením a kódovačom je prvoradé pri výbere správnej technológie pre vašu aplikáciu. V tomto článku to preskúmame Rozlíšitelia , ich výhody, obmedzenia a ich porovnávajú s kódovačmi. Ďalej budeme diskutovať o kontextoch, v ktorých by bolo vhodnejšie ako druhé, čo vám pomôže pri informovanom rozhodnutí o vašich presných pohybových systémoch.
Čo sú rozlíšitelia?
Rozlíšiteľ . je elektromechanické zariadenie používané na meranie uhlovej polohy Pôsobí pomocou princípov elektromagnetickej indukcie. Štrukturálne sa rozlíšiteľ pripomína transformátor s rotorom a statorom. Stator obsahuje vinutia, ktoré generujú sínusové krivky na základe uhlovej polohy rotora. Resolver vydáva dva signály: sínus a kosínus, ktoré zodpovedajú polohe rotora.
Rozlíšitelia sú absolútne senzory polohy , čo znamená, že poskytujú presnú spätnú väzbu polohy bez toho, aby si vyžadovali referenciu alebo reset počas napájacích cyklov. Sú známe svojou robustnosťou a trvanlivosťou a často sa používajú v drsnom prostredí, ako je letecký, vojenská a priemyselná automatizácia.
Aké sú výhody používania riešení?
Rozlíšania ponúkajú niekoľko odlišných výhod, vďaka ktorým sú ideálne pre konkrétne aplikácie:
Vysoká spoľahlivosť v drsných prostrediach
Resolvers sú vysoko odolní, odolní voči extrémom teploty, nárazom, vibráciám a kontaminantmi, ako je prach alebo vlhkosť. Ich robustná konštrukcia zaisťuje spoľahlivý výkon v náročných prostrediach, ako sú letecké systémy a outdoorové priemyselné vybavenie.
Absolútna spätná väzba polohy
Na rozdiel od inkrementálnych kódovačov, riešenia poskytujú absolútnu spätnú väzbu polohy, čo znamená, že pozícia sa zachováva aj po strate alebo reštarte energie. To eliminuje potrebu navádzacích rutín alebo referenčných markerov.
Žiadna elektronika v snímacích prvkoch
Nesprávnosť elektronických komponentov v snímacích prvkoch neznamená, že rozlíšery sú prirodzene odolné voči elektromagnetickej interferencii (EMI), čo je kritické v prostrediach s vysokým elektrickým šumom.
Rozlíšery odolnosti v oblasti teploty
môžu pracovať pri extrémnych teplotách, zvyčajne v rozsahu od -55 ° C do 150 ° C alebo vyššia. Vďaka tomu sú vhodné pre aplikácie, ako sú letecké motory alebo priemyselné pece.
Rozlíšitelia dlhej životnosti
majú v porovnaní s kódovačmi oveľa dlhšiu životnosť, predovšetkým preto, že im chýbajú jemné komponenty, ako sú optické disky alebo LED diódy, ktoré sa časom opotrebujú.
Jednoduchý a spoľahlivý dizajn
ich dizajnu podobného transformátora sa hodí k jednoduchosti a spoľahlivosti, čím sa znižuje body zlyhania a náklady na údržbu.
Existujú obmedzenia s rozlíšiteľmi?
Zatiaľ čo rozlíšitelia vynikajú trvanlivosťou a spoľahlivosťou, nie sú bez ich nevýhod:
Nižšia presnosť v porovnaní s
rozlíšiteľmi kódovačov má zvyčajne nižšie rozlíšenie a presnosť v porovnaní s kódovačmi. Pre aplikácie, ktoré si vyžadujú presné mikroposielanie, môžu byť kódovače lepšou voľbou.
Komplexné spracovanie signálu
Sínové a kosínové signály generované riešením vyžadujú na spracovanie údajov špecializované vybavenie, ako je napríklad prevodník rozlíši-digitálneho (RDC). To zvyšuje komplexnosť a náklady do systému.
Vyššie náklady na spracovanie signálu,
zatiaľ čo samotný riešenie je často drsnejší a trvanlivejší, ďalšia elektronika potrebná na interpretáciu signálov môže zvýšiť celkové náklady na implementáciu.
Obmedzené
riešenia rozsahu aplikácie sú najvhodnejšie pre aplikácie, v ktorých je trvanlivosť uprednostňovaná pred presnosťou. Pre priemyselné odvetvia, ktoré požadujú ultra vysokú presnosť, ako je výroba polovodičov, nemusia spĺňať požiadavky.
Čo sú kódovače?
Kodér . je zariadenie, ktoré prevádza mechanický pohyb na elektrický signál, aby sa stanovila poloha, rýchlosť alebo smer Kodéry sa široko používajú v priemyselnej automatizácii, robotike a presných pohybových systémoch. Prichádzajú v dvoch hlavných typoch: prírastkové kódovače a absolútne kódovače.
Prírastkové kódovače
Tieto kódovače poskytujú relatívnu spätnú väzbu polohy generovaním impulzov, keď sa hriadeľ otáča. Počet impulzov zodpovedá uhlovému posunu. Ak však je prerušená energia, prírastkové kódovače strácajú informácie o pozícii.
Absolútne kodéry
Tieto kódovače poskytujú jedinečnú spätnú väzbu polohy pre každú polohu hriadeľa. Dokonca aj po strate energie si absolútne kódovatelia zachovávajú svoje pozičné údaje, vďaka čomu sú vhodné pre kritické aplikácie.
Kodéry pracujú pomocou optických, magnetických alebo kapacitných princípov. Optické kódovače sú najbežnejšími, využívajúc zdroj svetla a rotujúci disk so vzormi na generovanie informácií o polohe.
Aké sú výhody používania kódovačov?
Kodery sú uprednostňované v aplikáciách, ktoré si vyžadujú vysokú presnosť a všestrannosť. Ich výhody zahŕňajú:
Kodéry s vysokou presnosťou a rozlíšením
, najmä optickými typmi, ponúkajú extrémne vysoké rozlíšenie a presnosť, často v rozsahu submikrónov. Vďaka tomu sú ideálne pre aplikácie, ako sú stroje CNC, robotika a výroba polovodičov.
Kompaktné a ľahké
kódovače sú menšie a ľahšie ako rozlíšitelia, vďaka čomu sú vhodné pre aplikácie, kde sú priestorové obmedzenia problémom.
Rôzne možnosti výstupu
Kodery môžu poskytovať rôzne výstupné signály, ako napríklad kvadratúra, sériové alebo analógové, ponúkajú flexibilitu pri návrhu systému.
Široká škála aplikácií
kódovače sa používa v širokom spektre odvetví vrátane zdravotníckych pomôcok, laboratórnej automatizácie a priemyselnej robotiky.
Nákladovo efektívne pre veľkoobjemové aplikácie
pre aplikácie, ktoré nevyžadujú extrémnu trvanlivosť, sú kódovače zvyčajne ekonomickejšie ako rozlíšitelia.
Aké sú obmedzenia kódovačov?
Napriek ich výhodám majú kódovače určité obmedzenia:
Citlivosť na kódovače environmentálnych faktorov
, najmä optické typy, sú citlivé na prach, nečistoty, vlhkosť a vibrácie. To môže viesť k chybám alebo zlyhaniam v drsnom prostredí.
Strata pozície v prírastkových kódovačoch
Inkrementálne kódovače stratia údaje o polohe, ak je energia prerušená, čo si vyžaduje rehabilitáciu pri spustení. To môže byť nevýhodou v aplikáciách vyžadujúcich nepretržitú prevádzku.
Obmedzené teplotné rozsahové
kódovače majú vo všeobecnosti užší rozsah prevádzkovej teploty v porovnaní s rozlíšiteľmi, vďaka čomu sú nevhodné pre extrémne podmienky.
Kratšia životnosť
kodéry obsahujú jemné komponenty, ako sú optické disky, LED diódy a senzory, ktoré sú v priebehu času náchylné na opotrebenie a roztrhnutie.
Elektromagnetické interferencie (EMI)
sú náchylnejšie na EMI, čo môže ovplyvniť integritu signálu v elektricky hlučných prostrediach.
Výber medzi rozlíšiteľmi a kódovačmi
Pri rozhodovaní medzi riešením a kódovačom je nevyhnutné zvážiť konkrétne požiadavky vašej žiadosti. Tu je niekoľko faktorov na vyhodnotenie
| kritérií | Kódovač | : |
| Prostredie | Drsné prostredie s vysokým EMI, extrémami teploty alebo vibráciami | Čisté, kontrolované prostredie s minimálnymi poruchami |
| Presnosť | Mierna presnosť; nižšie rozlíšenie | Vysoká presnosť; vyššie rozlíšenie |
| Trvanlivosť | Mimoriadne odolné; dlhá životnosť | Menej odolný; citlivé na opotrebenie |
| Spracovanie signálu | Vyžaduje ďalšie vybavenie (RDC) | Priamejšie spracovanie signálu |
| Náklady | Vyššie náklady na implementáciu | Zvyčajne nižšie náklady na štandardné aplikácie |
| Rozsah | Letecký, vojenský, ťažký priemysel | Priemyselná automatizácia, robotika, precízne stroje |
Nájdenie správnej rovnováhy pre presné pohyby
Výber medzi riešením a kódovačom v konečnom dôsledku závisí od priorít vašej aplikácie. Ak váš systém pracuje v extrémnych podmienkach, kde sú kritické trvanlivosť a spoľahlivosť, riešenie je často najlepšou voľbou. Na druhej strane, ak sú prvoradé vysoké presnosť a rozlíšenie, kódovač je vynikajúcou možnosťou.
Nedávny pokrok v oboch technológiách zúžil priepasť medzi rozlíšiteľmi a kódovačmi. Napríklad moderní rozlíšitelia sa teraz používajú v elektrických vozidlách (EV) na zabezpečenie spoľahlivého snímania polohy pre motory, zatiaľ čo kódovače sú navrhnuté so zlepšenou odolnosťou voči faktorom životného prostredia.
Okrem toho sa objavujú hybridné systémy, ktoré kombinujú silné stránky oboch technológií a ponúkajú to najlepšie z oboch svetov. Tieto systémy používajú kódovače pre vysokú presnosť a rozlíšitelia na spätnú väzbu zálohovania v prípade zlyhania.
Záver
Pochopenie rozdielu medzi riešením a kódovačom je rozhodujúce pre výber správneho zariadenia na spätnú väzbu polohy pre vašu aplikáciu. Zatiaľ čo Rozlíšiky vynikajú trvanlivosťou, spoľahlivosťou a výkonom v drsných prostrediach, kodéry žiaria v aplikáciách s vysokou presnosťou a s vysokým rozlíšením. Starostlivým vyhodnotením požiadaviek vášho systému môžete urobiť informované rozhodnutie, ktoré zaisťuje optimálny výkon a dlhovekosť.
Obe technológie sa naďalej vyvíjajú, poháňané pokrokom v automatizácii, robotike a iných odvetviach. Či už uprednostňujete robustnosť alebo presnosť, správny výber môže významne ovplyvniť efektívnosť a spoľahlivosť vášho systému riadenia pohybu.
Časté otázky
1. Sú rozlíšitelia alebo kódovače lepšie pre vonkajšie aplikácie?
Rozlíšitelia sú vhodnejší pre vonkajšie aplikácie kvôli ich trvanlivosti a odolnosti voči faktorom životného prostredia, ako je vlhkosť, prach a extrémy teploty.
2. Môže rozlíšiteľ poskytnúť spätnú väzbu vo vysokom rozlíšení?
Rozlíšania vo všeobecnosti ponúkajú mierne rozlíšenie. Pre aplikácie, ktoré si vyžadujú vysoké rozlíšenie, sú kódovače lepšou voľbou.
3. Aké odvetvia bežne používajú rozlíšiteľov?
Rozlíši sa často používajú v leteckom, vojenskom, ťažkom stroji a priemyselnej automatizácii, kde je nevyhnutná robustnosť.
4. Sú kódovače nákladovo efektívnejšie ako rozlíši?
Kodery sú zvyčajne nákladovo efektívnejšie pre aplikácie, ktoré nevyžadujú extrémnu odolnosť alebo odolnosť proti životnému prostrediu.
5. Môžu sa rozlíšitelia a kódovače používať spolu?
Áno, hybridné systémy môžu využívať obe technológie, ktoré kombinujú trvanlivosť rozlíšerov s presnosťou kódovačov na zvýšený výkon.
