Enkodery obrotowe to urządzenia stosowane w automatyce przemysłowej jako czujniki nachylenia, położenia, prędkości i przyspieszenia. Ich zadaniem jest przetwarzanie ruchu obrotowego na sygnał elektryczny. Sprawdź enkodery absolutne, inkrementalne obrotowe znanych marek Posital Fraba, Opkon, Kübler.

Enkodery obrotowe do monitorowania pozycji kątowej

Enkodery obrotowe to sensory przeznaczone do pomiaru prędkości obrotowej lub położenia kątowego. Czujniki tego rodzaju stosuje się m.in. do sterowania silnikami elektrycznymi, w tym precyzyjnymi silnikami krokowymi i BLDC. Z pomocą enkoderów monitoruje się także ruch kątowy innych elementów mechanicznych, np. w systemach automatyki przemysłowej.

Enkodery optyczne

Przetworniki przeznaczone do pomiaru ruchu obrotowego, wykorzystujące optyczny układ pomiarowy, należą do jednych z najprostszych enkoderów dostępnych na rynku. Urządzenia te wykorzystują tarczę zainstalowaną na obracającej się osi, która ma rozmieszczone na krawędzi nacięcia (w przypadku tarcz metalowych) lub zadrukowane paski (w przypadku tarcz foliowych). Fotoelektryczny przetwornik szczelinowy, umieszczony przy krawędzi, generuje impuls elektryczny za każdym razem, gdy przejdzie nad szczeliną lub wolnym polem pomiędzy zadrukowanymi paskami.

Enkodery magnetyczne

W enkoderze magnetycznym czujnik fotoelektryczny jest zastępowany czujnikiem pola magnetycznego (sensorem Halla), a przerwy w dysku lub nadruku na folii są zamieniane na bieguny magnesu stałego. Detektor pola wykrywa zmieniające się bieguny poruszającego się wraz z osią magnesu. Enkodery magnetyczne charakteryzują się na ogół wyższą odpornością na wilgoć i wibracje niż przetworniki optyczne, ale kosztem rozdzielczości. Są też na ogół tańsze od układów optycznych.

Enkodery inkrementalne

Przetwornik przyrostowy generuje impulsy odpowiadające przyrostowi pozycji kątowej monitorowanej osi. Ten cyfrowy przetwornik pozycji generuje impuls charakterystyczny dla danego modelu. Dla każdego enkodera inkrementalnego jest zdefiniowana liczba generowanych impulsów na jeden pełen obrót. Im większa jest liczba impulsów generowanych w czasie jednego obrotu osi w enkoderze, tym większą rozdzielczość osiąga przetwornik.

Enkodery absolutne do precyzyjnego pomiaru pozycji osi przez cały czas

Ten rodzaj cyfrowego przetwornika kąta podaje na swoim wyjściu informacje o aktualnym kącie ustawienia osi względem umownej, stałej dla sensora pozycji odniesienia. System zachowuje informację o swoim położeniu absolutnym nawet w przypadku odłączenia zasilania od systemu kontroli pozycji. Enkodery absolutne mają zazwyczaj o 3-4 bity mniejszą rozdzielczość niż porównywalnej wielkości enkodery inkrementalne. W enkoderach absolutnych często stosuje się do przesyłania informacji o pozycji cykliczny kod Graya. Jest to dwójkowy kod, charakteryzujący się tym, że dwa kolejne słowa różnią się między sobą zaledwie stanem jednego bitu. Wykorzystanie tego rodzaju kodu zwiększa niezawodność transmisji i ułatwia wykrywanie błędów grubych.

Interfejsy cyfrowe ułatwiające podłączenie enkodera do kontrolerów przemysłowych

Silniki elektryczne i inne systemy automatyki przemysłowej są często sterowane za pomocą cyfrowych sterowników przemysłowych i modułów PLC. Aby uniknąć prowadzenia do nich czułych linii impulsowych od enkoderów, zastępuje się je cyfrowymi interfejsami szeregowymi.  Dostępne są enkodery obrotowe wyposażone w interfejsy cyfrowe takie jak HTL, RS422, CANopen, a także SSI z danymi przesyłanymi naturalnym kodem binarnym lub kodem Graya. Wykorzystanie tych interfejsów sprawia, że komunikacja procesora ruchu z enkoderami jest odporniejsza na zewnętrzne zakłócenia, dzięki czemu system kontroli działa efektywniej.