1. 인코더란 무엇인가
작동 중웜 기어박스 N20 DC 모터, 회전축의 원주 방향의 전류, 속도 및 상대 위치와 같은 매개변수를 실시간으로 모니터링하여 모터 본체와 견인되는 장비의 상태를 파악하고, 나아가 모터와 장비의 작동 조건을 실시간으로 제어하여 서보 및 속도 조절과 같은 많은 특정 기능을 실현합니다.여기서 엔코더를 프런트 엔드 측정 요소로 적용하면 측정 시스템이 크게 단순화될 뿐만 아니라 정밀하고 신뢰할 수 있으며 강력합니다.엔코더는 회전 부품의 위치 및 변위와 같은 물리량을 일련의 디지털 펄스 신호로 변환하는 회전 센서로, 제어 시스템에서 수집 및 처리하여 장비의 작동 상태를 조정하고 변경하는 일련의 명령을 내립니다.엔코더를 기어 바 또는 나사 나사와 결합하면 선형 이동 부품의 위치 및 변위를 측정하는 데에도 사용할 수 있습니다.
2. 인코더 분류
인코더 기본 분류:
인코더는 기계식과 전자식의 정밀 측정 장치가 결합된 장치로, 신호 또는 데이터를 암호화, 변환하여 통신, 전송 및 저장을 담당합니다. 인코더는 다양한 특성에 따라 다음과 같이 분류됩니다.
● 코드 디스크와 코드 스케일. 선형 변위를 전기 신호로 변환하는 인코더를 코드 스케일이라고 하고, 각 변위를 통신 신호로 변환하는 인코더를 코드 디스크라고 합니다.
● 증분형 엔코더. 위치, 각도, 회전 수 등의 정보를 제공하고, 회전당 펄스 수로 해당 속도를 정의합니다.
● 절대치 엔코더. 위치, 각도, 회전 수 등의 정보를 각도 단위로 제공하며, 각 각도 단위에는 고유한 코드가 할당됩니다.
● 하이브리드 절대 엔코더. 하이브리드 절대 엔코더는 두 가지 정보를 출력합니다. 한 정보는 절대 정보 함수를 사용하여 극 위치를 감지하는 데 사용되고, 다른 정보는 증분형 엔코더의 출력 정보와 정확히 동일합니다.
모터에 일반적으로 사용되는 인코더:
●증분형 인코더
광전 변환 원리를 직접 사용하여 A, B, Z 세 세트의 사각파 펄스를 출력합니다. 두 펄스 세트의 위상차는 90°이므로 회전 방향을 쉽게 판단할 수 있습니다. Z 위상은 1회전당 한 펄스이며 기준점 위치 결정에 사용됩니다. 장점: 간단한 원리 구조, 평균 기계 수명 수만 시간 이상, 강력한 간섭 방지 성능, 높은 신뢰성, 장거리 전송 적합성. 단점: 축 회전의 절대 위치 정보 출력 불가.
● 절대 인코더
센서의 원형 코드 플레이트에는 방사형으로 여러 개의 동심원 코드 채널이 있으며, 각 채널은 빛을 투과하는 섹터와 빛을 투과하지 않는 섹터로 구성됩니다. 인접한 코드 채널의 섹터 수는 두 배이며, 코드 플레이트의 코드 채널 수는 이진수 자릿수와 같습니다. 코드 플레이트의 위치가 다를 때, 각 감광 소자는 빛의 투과 여부에 따라 해당 레벨 신호로 변환되어 이진수를 형성합니다.
이 유형의 인코더는 카운터가 필요 없고 회전축의 어느 위치에서나 위치에 해당하는 고정 디지털 코드를 읽을 수 있다는 특징이 있습니다. 코드 채널이 많을수록 분해능이 높아지며, N비트 이진 분해능을 가진 인코더의 경우 코드 디스크에 N개의 코드 채널이 있어야 합니다. 현재 중국에는 16비트 절대치 인코더 제품이 있습니다.
3, 인코더의 작동 원리
중앙에 축이 있는 광전 코드 디스크에 원형 패스와 어두운 비문 선이 있으며, 이를 읽을 수 있는 광전 송수신 장치가 있으며, 4개의 사인파 신호 그룹이 A, B, C, D로 결합됩니다. 각 사인파는 90도 위상차(원주파에 대해 360도)가 있으며, C와 D 신호는 반전되어 A와 B 위상에 중첩되어 안정적인 신호를 강화할 수 있습니다. 또한 각 회전마다 Z 위상 펄스가 출력되어 원점 기준 위치를 나타냅니다.
두 상 A와 B가 90도 차이가 있으므로 A상이 앞에 있는지 B상이 앞에 있는지 비교하여 인코더의 정회전과 역회전을 구별할 수 있으며, 제로 펄스를 통해 인코더의 제로 기준 비트를 얻을 수 있습니다.인코더 코드 플레이트 재질은 유리, 금속, 플라스틱이며, 유리 코드 플레이트는 유리에 매우 얇은 조각선이 증착되어 열 안정성이 좋고 정밀도가 높으며, 금속 코드 플레이트는 조각선이 아닌 직접 통과하므로 깨지기 쉽지 않지만 금속은 일정한 두께를 가지고 있기 때문에 정확도가 제한적이며 열 안정성이 유리보다 훨씬 나쁩니다.플라스틱 코드 플레이트는 경제적이며 비용이 낮지만 정확도, 열 안정성, 수명이 다소 떨어집니다.
해상도 - 360도 회전 시 얼마나 많은 선이 새겨지거나 어둡게 새겨지는지를 알려주는 인코더를 해상도라고 하며, 해상도 인덱싱이라고도 합니다. 또는 1회전 인덱싱 시 일반적으로 5~10000개의 선이 새겨지는지 알려주는 선의 개수를 말합니다.
4， 위치 측정 및 피드백 제어 원리
엔코더는 엘리베이터, 공작기계, 자재 가공, 모터 피드백 시스템, 그리고 계측 및 제어 장비에서 매우 중요한 위치를 차지합니다. 엔코더는 회절격자와 적외선 광원을 사용하여 광 신호를 수신기를 통해 TTL(HTL) 전기 신호로 변환합니다. TTL 레벨의 주파수와 하이 레벨의 개수를 분석하여 모터의 회전 각도와 회전 위치를 시각적으로 나타냅니다.
각도와 위치를 정확하게 측정할 수 있으므로, 엔코더와 인버터를 폐쇄 루프 제어 시스템으로 구성하여 제어를 더욱 정밀하게 할 수 있으며, 이를 통해 엘리베이터, 공작기계 등을 정밀하게 사용할 수 있습니다.
5. 요약
요약하자면, 인코더는 구조에 따라 증분형과 절대형으로 나뉘며, 둘 다 광 신호와 같은 다른 신호를 분석 및 제어 가능한 전기 신호로 변환합니다. 우리 생활에서 흔히 볼 수 있는 엘리베이터와 공작 기계는 모터의 정밀 조정에 기반하며, 전기 신호의 피드백 폐루프 제어를 통해 인버터를 사용한 인코더 역시 정밀 제어를 구현하는 자연스러운 방법입니다.
게시 시간: 2023년 7월 20일