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    新一代位置編碼器進行超慢速運動控制

    發布時間:2022-01-06 17:52:18點擊量:

      位置編碼器在許多運動控制應用中起著至關重要的作用,包括:-工業測試和測量-自動化-安全系統-監控系統?!斑\動控制”這個術語通常給人的印象是一個方向和速度迅速變化的高速系統。而高速動態運動控制應用面臨技術挑戰,但這也適用于低速。

    新一代位置編碼器進行超慢速運動控制(圖1)

      在現代應用中,高變焦光學系統聚焦20公里外的目標是很常見的。當目標移動時,視野受到限制,所以如果目標跟蹤不流暢,就會從視野中消失。例如,如果目標在20公里范圍內以20公里/小時的速度移動,那么總轉速為0.05轉/分,這是一個超慢的速度。


      為了保證目標在視野內,當目標的速度和方向發生變化時,需要建立并保持較慢的速度。為了管理視野中的中心位置(相當于20公里內的0.3m),需要有一個大于或等于200k的編碼點-或一個18位編碼位置。


      一、傳統的高分辨率位置編碼器


      傳統技術是在系統電機上使用位置編碼器,并通過連接到電機的減速齒輪箱增加每轉的計數。這也意味著更大的間隙和響應更慢的伺服系統。這種類型的系統將具有有限的動態范圍,并且無法在1公里或更短的距離內跟蹤快速移動的物體,因為它缺乏更快旋轉速度所需的性能。


      多速旋轉變壓器、精密光學或電容編碼器傳統上提供高分辨率(18位)位置感測。精密旋轉變壓器價格昂貴,并且由于其體積、重量和精密安裝公差而經常出現包裝問題。


      同樣,高分辨率光學環或電容式編碼器也很昂貴,并且需要精確的機械安裝。與通常非常堅固的旋轉變壓器不同,光學編碼器使用玻璃刻度,因此對沖擊或振動的彈性有限。另外,它們的工作溫度是有限的。光學和電容設備會因異物(例如灰塵或冷凝物)而存在可靠性問題。高精度光學設備特別容易受到異物的影響,因為它們使用精細的光柵來實現每轉的高計數。


      二、新一代電感式位置編碼器


      現代方法是在齒輪箱的輸出軸上使用高分辨率位置編碼器。這有助于避免齒隙效應,同時最大限度地提高伺服的動態性能。這種類型的方法最近才被使用,因為高分辨率編碼器曾經更昂貴。


      大多數傳統的高分辨率位置傳感技術都有局限性,因此設計工程師正在轉向一種新型傳感器。這些傳感器可被視為新一代感應編碼器,可提供高達每轉400萬次計數(22位)的高分辨率測量。倍加福電感式編碼器使用與旋轉變壓器相同的基本物理原理,這使它們能夠在惡劣的操作環境中提供高分辨率、非接觸式測量。在骯臟或潮濕的條件下工作,設計工程師可以去除保護光學或電容式編碼器所需的密封件、襯套或O形圈。


      與旋轉變壓器中的傳統繞線變壓器結構不同,編碼器使用印刷電路作為其主要組件。這在形狀因數、低軸向高度和大孔徑方面提供了進一步的優勢。該設計使電纜、軸和管道可以輕松穿過傳感器的中間。位置編碼器提供簡單的電氣接口,具有直流電源和絕對數字輸出。

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