¿Cómo mide la posición un codificador?

¡Hola! Como proveedor de codificadores, a menudo me preguntan cómo miden los codificadores la posición. Es un tema fascinante y estoy emocionado de desglosarlo en esta publicación de blog.

En primer lugar, comprendamos qué es un codificador. Un codificador es un dispositivo que convierte el movimiento en una señal eléctrica. Luego, esta señal se puede utilizar para determinar la posición, velocidad o dirección de un objeto en movimiento. Los codificadores se utilizan en una amplia gama de aplicaciones, desde robótica y automatización hasta maquinaria industrial y sistemas automotrices.

Hay dos tipos principales de codificadores: codificadores incrementales y codificadores absolutos. Comencemos mirando los codificadores incrementales.

Codificadores incrementales

Los codificadores incrementales funcionan generando una serie de pulsos a medida que gira el eje del codificador. Estos pulsos se cuentan mediante un contador en el sistema de control y el número de pulsos es proporcional a la cantidad de rotación. Cuantos más pulsos, más ha girado el eje.

Los componentes básicos de un codificador incremental incluyen un disco de código, una fuente de luz y un fotodetector. El disco de código es un disco circular con un patrón de secciones opacas y transparentes. A medida que el disco gira, la luz de la fuente pasa a través de las secciones transparentes y es detectada por el fotodetector. Cada vez que se detecta la luz, se genera un pulso.

El patrón en el disco de código puede ser un patrón binario simple o un patrón más complejo con múltiples pistas. Un patrón binario consta de una serie de secciones opacas y transparentes que se alternan, mientras que un patrón de múltiples pistas puede proporcionar información adicional, como la dirección de rotación.

Para determinar la dirección de rotación, los codificadores incrementales suelen utilizar dos canales, generalmente etiquetados como A y B. Los pulsos en estos dos canales están compensados ​​en un cuarto de ciclo. Al comparar la relación de fase entre los canales A y B, el sistema de control puede determinar si el eje gira en el sentido de las agujas del reloj o en el sentido contrario a las agujas del reloj.

Por ejemplo, si el pulso del canal A precede al pulso del canal B, el eje gira en una dirección, y si el pulso del canal B adelanta al canal A, gira en la otra dirección.

Los codificadores incrementales son relativamente simples y rentables, lo que los convierte en una opción popular para muchas aplicaciones. Uno de nuestros codificadores incrementales populares es elOVW2 - 06 - Codificador rotatorio 2MHT. Es una opción confiable para aplicaciones donde necesita medir la posición relativa y la velocidad.

Codificadores absolutos

Los codificadores absolutos, por otro lado, proporcionan un código digital único para cada posición del eje del codificador. A diferencia de los codificadores incrementales, que solo miden los cambios de posición, los codificadores absolutos pueden indicarle inmediatamente la posición exacta del eje sin tener que contar los pulsos desde un punto de referencia.

El disco de código en un codificador absoluto tiene un patrón más complejo. Cada posición en el disco corresponde a un código binario único. El número de pistas en el disco de código determina la resolución del codificador. Más pistas significan más bits en el código binario y, por tanto, mayor resolución.

Por ejemplo, un codificador absoluto de 8 bits puede representar 2^8 = 256 posiciones diferentes, mientras que un codificador de 12 bits puede representar 2^12 = 4096 posiciones diferentes.

Hay dos tipos principales de codificadores absolutos: codificadores absolutos de una vuelta y codificadores absolutos multivuelta. Los codificadores absolutos de una sola vuelta solo pueden medir la posición dentro de una rotación completa del eje, mientras que los codificadores absolutos de múltiples vueltas pueden medir la posición en múltiples rotaciones.

Los codificadores absolutos multivueltas utilizan mecanismos adicionales, como engranajes o sensores magnéticos, para realizar un seguimiento del número de rotaciones completas. Esto les permite proporcionar un código de posición único para cualquier posición dentro de un amplio rango de rotación.

Uno de nuestros codificadores absolutos de alta calidad es elEQN 1325.049 - 2048 ID 655251 - 03 Codificador rotatorio absoluto. Ofrece alta resolución y confiabilidad, lo que lo hace adecuado para aplicaciones donde la medición precisa de la posición es crucial.

Medición de posición con codificadores

Ahora que entendemos los tipos básicos de codificadores, hablemos de cómo se utilizan para medir la posición en aplicaciones del mundo real.

En una aplicación típica, el codificador se monta en el eje de un motor o en una pieza móvil. A medida que la pieza se mueve, el codificador genera las señales eléctricas apropiadas. Luego, estas señales se envían a un sistema de control, como un controlador lógico programable (PLC) o un controlador de movimiento.

El sistema de control procesa las señales del codificador para determinar la posición de la parte móvil. En los codificadores incrementales, el sistema de control cuenta los impulsos y realiza un seguimiento del sentido de rotación. Para codificadores absolutos, el sistema de control lee el código digital directamente para determinar la posición.

La información de posición se puede utilizar de diversas formas. Por ejemplo, en un brazo robótico, el codificador se puede utilizar para controlar con precisión la posición de cada articulación. El sistema de control puede comparar la posición deseada con la posición real medida por el codificador y ajustar la salida del motor en consecuencia para mover el brazo a la posición correcta.

En un sistema de cinta transportadora, se pueden usar codificadores para medir la velocidad y la posición de la cinta. Esta información se puede utilizar para controlar el flujo de materiales en la cinta y garantizar que los materiales se entreguen en la ubicación correcta en el momento adecuado.

Precisión y resolución

Cuando se trata de codificadores, la precisión y la resolución son dos factores importantes. La precisión se refiere a qué tan cerca está la posición medida de la posición real, mientras que la resolución se refiere al cambio más pequeño en la posición que el codificador puede detectar.

La precisión de un codificador puede verse afectada por varios factores, incluidos errores mecánicos, ruido eléctrico y variaciones de temperatura. Para mejorar la precisión, los codificadores suelen estar diseñados con componentes de alta calidad y técnicas avanzadas de procesamiento de señales.

La resolución está determinada por el número de pulsos por revolución para codificadores incrementales y el número de bits en el código digital para codificadores absolutos. Un codificador de mayor resolución puede proporcionar información de posición más precisa, pero también puede resultar más caro.

Por ejemplo, elECN 413 2048 01 - 58 ID 1065932 - 30 CodificadorOfrece una resolución relativamente alta, lo que lo hace adecuado para aplicaciones donde se requiere un control de posición ajustado.

Conclusión

En conclusión, los codificadores son dispositivos esenciales para medir la posición, la velocidad y la dirección en una amplia gama de aplicaciones. Ya sea que necesite un codificador incremental para una medición de posición relativa simple o un codificador absoluto para una medición de posición absoluta y precisa, existe un codificador que puede satisfacer sus necesidades.

Como proveedor de codificadores, ofrecemos una amplia gama de codificadores de alta calidad que se adaptan a diferentes aplicaciones y presupuestos. Si está buscando un codificador o tiene alguna pregunta sobre cómo funcionan los codificadores, no dude en comunicarse con nosotros. Estamos aquí para ayudarle a encontrar el codificador adecuado para su proyecto y ayudarle con cualquier soporte técnico que pueda necesitar. Comencemos una conversación sobre los requisitos de su codificador y veamos cómo podemos trabajar juntos para resolver sus desafíos de medición de posición.

Referencias

• "Manual del codificador" de Heidenhain Corporation
• "Conceptos básicos del control de movimiento" por Parker Hannifin Corporation
• Documentación técnica de fabricantes de codificadores como Siemens, Fanuc y Omron.