인코더란 무엇인가요?
모터 운전 중 전류, 회전속도, 회전축 원주방향의 상대위치 등의 매개변수를 실시간으로 모니터링하여 모터의 상태를 판단합니다.모터차량과 견인되는 장비를 실시간으로 제어하고, 나아가 모터와 장비의 작동 조건을 실시간으로 제어하여 서보 제어, 속도 조절 및 기타 여러 특정 기능을 실현합니다.
여기서 인코더를 프런트엔드 측정 요소로 적용하면 측정 시스템이 크게 간소화될 뿐만 아니라 정밀하고 안정적이며 강력해집니다.
인코더는 회전 부품의 위치와 변위를 일련의 디지털 펄스 신호로 변환하는 회전 센서입니다. 제어 시스템은 이 신호를 수집하고 처리하여 장비의 작동 상태를 조정하고 변경하는 일련의 명령을 내립니다. 인코더를 기어 바 또는 나사와 결합하면 선형 이동 부품의 위치 및 변위의 물리량을 측정하는 데에도 사용할 수 있습니다.
인코더의 기본 분류
인코더는 정밀 측정 장치의 기계적, 전자적 결합으로 신호나 데이터를 코딩, 변환, 통신, 전송 및 신호 데이터의 저장을 위해 사용됩니다.
인코더는 기계 및 전자 부품을 결합하여 신호와 데이터를 인코딩, 변환, 통신, 전송 및 저장하는 정밀 측정 장치입니다. 인코더는 특성에 따라 다음과 같이 분류됩니다. 코드 디스크 및 코드 스케일: 선형 변위를 전기 신호로 변환하는 인코더, 각 변위를 통신 신호로 변환하는 인코더를 코드 스케일 인코더라고 합니다. - 증분형 인코더: 위치, 각도, 회전 수 등의 정보를 제공하여 회전당 펄스 수를 정의하고, 각 회전 속도에 고유한 코드를 부여합니다. - 절대형 인코더: 위치, 각도, 회전 수 등의 정보를 각도 단위로 제공하며, 각 각도 단위에는 고유한 코드가 부여됩니다.
-하이브리드 절대 엔코더: 하이브리드 절대 엔코더는 두 세트의 정보를 출력합니다. 한 세트의 정보는 절대 정보의 기능을 하는 자기극의 위치를 감지하는 데 사용됩니다. 다른 세트의 정보는 증분형 엔코더의 출력 정보와 정확히 동일합니다.
일반적으로 사용되는 인코더모터
증분형 인코더
광전 변환 원리를 직접 사용하여 A, B, Z 세 세트의 사각파 펄스를 출력합니다. A, B 두 세트의 펄스는 90° 위상차를 가지므로 회전 방향을 쉽게 결정할 수 있습니다. Z상은 매 회전마다 펄스를 발생시켜 기준점 위치 결정에 사용됩니다. 장점: 구조 원리가 간단하고, 평균 기계 수명이 수만 시간 이상이며, 간섭 방지 성능이 뛰어나고 신뢰성이 높으며, 장거리 전송에 적합합니다. 단점: 축 회전의 절대 위치 정보를 출력할 수 없습니다.
절대 인코더
직접 출력 디지털 센서, 센서 원형 코드 디스크는 방사형 방향으로 여러 개의 동심원 코드 채널을 따라 배열합니다. 각 채널은 빛이 투과되는 섹터와 빛이 투과되지 않는 섹터로 구성되어 있으며, 인접한 코드 채널 섹터의 수는 코드 디스크의 코드 채널 수와 이중 관계를 갖습니다. 코드 디스크의 광원 측면에는 각 코드 채널에 해당하는 다른 측면에 빛 감지 요소가 있습니다. 코드 디스크가 다른 위치에 있을 때, 빛 감지 요소는 빛 여부에 따라 해당 레벨 신호를 변환하여 이진수를 형성합니다. 코드 디스크가 다른 위치에 있을 때, 각 감광 요소는 조명 여부에 따라 해당 레벨 신호를 변환하여 이진수를 형성합니다.
이 유형의 인코더는 카운터가 필요 없고 회전축의 어느 위치에서나 위치에 해당하는 고정 디지털 코드를 판독할 수 있다는 특징이 있습니다. 코드 채널이 많을수록 분해능이 높아지는데, N비트 이진 분해능을 가진 인코더의 경우 코드 디스크에 N개의 바코드 채널이 있어야 합니다. 현재 16비트 절대값 인코더 제품이 있습니다.
인코더 작동 원리
어두운 선을 통과하는 링이 있는 광전 코드 플레이트의 샤프트를 중심으로, 4개의 사인파 신호 세트를 읽어 A, B, C, D로 결합합니다. 각 사인파는 90도의 위상 차이를 갖습니다(360도의 원주파에 대해). C, D 신호 반전은 A, B 2상에 중첩되어 신호를 안정화하기 위해 향상될 수 있습니다. 그리고 매 회전마다 0 위치 기준 위치를 대신하여 Z상 펄스를 출력합니다.
A, B 두 위상 차이가 90도이므로 A 위상이 앞선지, B 위상이 앞선지를 비교하여 엔코더의 정회전과 역회전을 구별할 수 있으며, 제로 펄스를 통해 엔코더의 제로 기준 위치를 얻을 수 있습니다.
인코더 디스크 소재는 유리, 금속, 플라스틱 등으로 다양합니다. 유리 디스크는 매우 얇은 음각 선 위에 유리판 위에 증착되어 열 안정성이 우수하고 정밀도가 높습니다. 금속 디스크는 음각 선을 통과하지 않고 직접 통과하며 깨지기 쉽지만, 금속의 특정 두께로 인해 정밀도가 제한적이고 열 안정성이 유리 디스크보다 훨씬 떨어집니다. 플라스틱 디스크는 경제적이지만 가격이 저렴하고 정확도, 열 안정성, 수명이 떨어집니다. 플라스틱 디스크는 경제적이지만 정확도, 열 안정성, 수명이 떨어집니다.
해상도 - 360도 회전 시 통과선이나 암선의 수를 제공하는 인코더를 해상도라고 하며, 인덱스의 해상도라고도 하며, 직접 라인의 수라고 부르기도 하는데, 일반적으로 인덱스 1회전 당 5~10,000개의 라인입니다.
위치 측정 및 피드백 제어 원리
인코더는 엘리베이터, 공작기계, 자재 가공, 모터 피드백 시스템, 그리고 계측 및 제어 장비에서 매우 중요한 위치를 차지합니다. 인코더는 광 회절격자와 적외선 광원을 사용하여 광 신호를 수신기를 통해 TTL(HTL) 전기 신호로 변환합니다. 수신기는 TTL 레벨의 주파수와 하이 레벨의 개수를 분석하여 모터의 회전 각도와 위치를 시각적으로 반영합니다.
각도와 위치를 정확하게 측정할 수 있으므로 엔코더와 인버터를 이용한 폐쇄 루프 제어 시스템을 구성하여 제어를 더욱 정밀하게 할 수 있으며, 이를 통해 리프트, 공작기계 등을 정확하게 사용할 수 있습니다.
요약
요약하자면, 엔코더는 구조에 따라 증분형과 절대형 두 가지로 나뉘며, 광 신호와 같은 다른 신호도 분석 및 제어 가능한 전기 신호로 변환됩니다. 일반적인 리프트에서 공작 기계는 모터의 정밀한 제어에 기반하며, 전기 신호의 피드백을 통해 폐루프 제어를 수행합니다. 주파수 변환기를 갖춘 엔코더 또한 정밀한 제어를 위해 필수적입니다.
게시 시간: 2024년 2월 23일