V rýchlo sa rozvíjajúcom prostredí systémov priemyselnej automatizácie a kontrolných systémov nebolo nikdy väčší dopyt po presnom a spoľahlivom snímaní polohy. Presné polohové senzory sú kritickými komponentmi v aplikáciách od robotiky a strojov CNC až po mestské železničné tranzity a nové energetické vozidlá. Medzi nespočetné množstvo dostupných technológií snímania polohy rozlíšiteľ a potenciometre vynikali ako prominentné rozhodnutia. Tento článok sa ponorí do dôvodov, prečo sú riešení uprednostňovaní pred potenciometrami ako senzory polohy, najmä v vysokej presnej a náročnom priemyselnom prostredí.
Činnosť
Rozlíšiteľ
Rozlíšermi sú rotačné elektrické transformátory používané na meranie stupňov rotácie. V podstate sú to analógové zariadenia, ktoré prevádzajú mechanický pohyb na analógový elektrický signál, ktorý sa potom môže interpretovať tak, aby sa stanovila uhlová poloha. Základná konštrukcia rozlíšiteľa obsahuje rotor a stator, každý s vinutiami. Ak sa referenčný signál striedavého prúdu aplikuje na vinutie rotora (alebo statora v závislosti od typu), indukuje napätie vo vinutí statora úmerné sínusu a kosínusu uhlu rotora. Tieto výstupné signály poskytujú presné informácie o uhlovej polohe rotora.
Rozlíši sú vo svojej podstate robustní kvôli ich konštrukcii podobnej transformátorom, ktorá nemá jemné komponenty, ktoré sú náchylné na opotrebenie. Ich prevádzka je založená na magnetickom spojení, ktorá im umožňuje efektívne fungovať v drsných prostrediach s vysokými úrovňami šoku, vibrácií a extrémov teploty.
Potenciometre
Potentiometre sú na druhej strane odporové zariadenia, ktoré fungujú na základe zásady rozdelenia napätia. Potentiometer pozostáva z odporového prvku, posuvného kontaktu (stierača) a dvoch koncových terminálov. Keď sa stierač pohybuje pozdĺž odporového prvku, mení odpor medzi stieračom a terminálmi, čím sa zmení výstupné napätie úmerné polohe. Táto zmena napätia sa môže merať a korelovať s uhlovou alebo lineárnou polohou stierača.
Zatiaľ čo potenciometre sú jednoduché a nákladovo efektívne, ich mechanická povaha zahŕňa priamy kontakt medzi stieračom a odporovým prvkom. Tento kontakt môže v priebehu času viesť k opotrebovaniu, čo ovplyvňuje dlhovekosť a presnosť zariadenia.
Porovnávacia analýza
Presnosť
Rozlíši sú známi svojou vysokou presnosťou a presnosťou. Pri používaní s primeranou konverznou elektronikou môžu poskytnúť informácie o absolútnej polohe s rozlíšeniami do 16 bitov alebo vyšších. Analógová povaha ich výstupu umožňuje hladké a kontinuálne údaje o polohe, ktoré sú nevyhnutné v aplikáciách vyžadujúcich jemnú kontrolu.
Potentiometre, hoci ponúkajú jednoduchosť, sú obmedzené v presnosti v dôsledku faktorov, ako je odpor stierača, variabilita odporu kontaktu a hluk. Zvyčajne poskytujú nižšie rozlíšenie a môžu trpieť nelinearitou, vďaka čomu sú menej vhodné pre vysoko presné aplikácie.
Trvanlivosť a spoľahlivosť
Bezkontaktná prevádzka rozlíšerov im poskytuje významnú výhodu v trvanlivosti. Bez fyzických kontaktných bodov, ktoré sa časom degradujú, restári vykazujú výnimočnú dlhovekosť a vydržia milióny cyklov bez straty výkonu. Vďaka tomu sú ideálne pre aplikácie s nepretržitým alebo opakovaným pohybom.
Spoliehanie sa potenciometrov na mechanický kontakt vedie k nevyhnutnému opotrebeniu. Trenie medzi stieračom a odporovým prvkom môže spôsobiť degradáciu materiálu, čo vedie k nestabilite signálu a prípadnému zlyhaniu. To znižuje ich spoľahlivosť v dlhodobých alebo vysokých aplikáciách cyklu.
Environmentálny odpor
Priemyselné prostredie často predstavujú náročné podmienky, ako sú extrémne teploty, vlhkosť, prach a elektromagnetické rušenie. Rozlíši sú vo svojej podstate robustné a môžu účinne fungovať pri teplotách v rozmedzí od -55 ° C do +150 ° C. Ich utesnená konštrukcia ich chráni pred kontaminantmi a ich magnetické spojenie je imunné voči väčšine foriem elektrického hluku.
Potentiometre sú náchylnejšie na faktory životného prostredia. Variácie teploty môžu ovplyvniť ich hodnoty odporu, čo vedie k nepresnostiam. Prach a vlhkosť môžu preniknúť do zariadenia, čo spôsobuje nevyspytateľné správanie alebo zlyhanie. Sú tiež zraniteľnejšie voči elektromagnetickému rušeniu kvôli ich odporným a vodivým komponentom.
Frekvenčná odozva a šírka pásma
Rozlíši môžu pracovať pri vysokých otáčaní rýchlosti pri udržiavaní presného snímania polohy vďaka svojmu analógovému výstupu signálu, ktorý sa s pohybom hladko mení. Táto vysokofrekvenčná reakcia je rozhodujúca v aplikáciách, ako sú vysokorýchlostné motory a letecké systémy.
Potentiometre majú obmedzenú frekvenčnú odozvu v dôsledku mechanických obmedzení. Pri vysokých rýchlostiach nemusí stierač udržiavať správny kontakt, čo vedie k diskontinuitám signálu. Vďaka tomuto obmedzeniu sú nevhodné pre aplikácie zahŕňajúce rýchle pohyby.
Aplikácie uprednostňujúce rozlíšiteľov
Vzhľadom na ich výhody sú riešení uprednostňovaní v niekoľkých kritických aplikáciách:
Systémy riadenia energie a nové energetické vozidlá, kde presná kontrola motora zvyšuje účinnosť.
Trakčné systémy vysokorýchlostnej železničnej a mestskej železnice, ktoré si vyžadujú spoľahlivé senzory v neustálom strese.
Roboty a CNC strojové náradie, kde sú prvoradé presnosť a opakovateľnosť.
Vojenské a obranné aplikácie, v ktorých musí vybavenie spoľahlivo vykonávať v extrémnych podmienkach.
V týchto odvetviach sú náklady na zlyhanie vysoké a dopyt po presnosti je kritický, čím sa rozlíšiteľom stáva preferovanou voľbou pred potenciometrami.
Úloha Yingshuang v technológii Resolver
Spoločnosť Yingshuang, založená v roku 2005, je high-tech podnikom špecializujúci sa na výskum a vývoj, výrobu a poskytovanie riešení pre rozlíšiteľ (polohy a rýchlostné senzory). S pevným technickým základom a bohatými skúsenosťami v oblasti výroby a inžinierskych aplikácií sa Yingshuang etabloval ako popredný podnik v teréne, tak na domácom aj medzinárodnom trhu.
Do 31. marca 2023 sa spoločnosť pochválila 11 vynálezovými patentmi, 34 úžitkovými modelmi, 4 autorizovanými patentmi vzhľadu a 1 registrovaným softvérovým autorským právom. Záväzok spoločnosti Yingshuang voči inováciám a kvalite získal svoje výrobky v Číne vysokú povesť, ktorá je známa svojím vynikajúcim výkonom.
S profesionálnym tímom technickej podpory, ktorý ponúka včasné reakcie, Yingshuang poskytuje prispôsobené služby na uspokojenie konkrétnych potrieb zákazníkov. Ich stabilná kvalita produktu, nízka po predaji PPM (časti na milión) a včasné dodanie ich vytvorili ako spoľahlivého partnera v tomto odvetví. Používanie automatickej výroby montážnej linky zaisťuje dobrú konzistentnosť a vysoké náklady, čím sa ďalej zvyšuje ich pozícia na trhu.
Záver
Záverom možno povedať, že riešitelia ponúkajú významné výhody oproti potenciometrami ako senzory polohy v priemyselných aplikáciách. Ich vynikajúca presnosť, trvanlivosť, odolnosť proti životnému prostrediu a schopnosť efektívne fungovať v náročných podmienkach z nich robia preferovanú voľbu pre výrobcov a inžinierov. Spoločnosti ako Yingshuang zohrávajú kľúčovú úlohu pri rozvoji technológie Resolver a poskytujú kvalitné výrobky a riešenia, ktoré vyhovujú vyvíjajúcim sa potrebám tohto odvetvia.
Ak chcete preskúmať viac o technológii Resolver a ako môže byť prínosom pre vaše aplikácie, zvážte Oslovenie Yingshuang . Ich odborné znalosti a komplexné ponuky výrobkov môžu poskytnúť podporu a riešenia potrebné na to, aby zostali vpred v rýchlo sa rozvíjajúcom odvetví priemyselných automatizačných a riadiacich systémov.
