Wie messen Encoder die Position eines Motors präzise?
Die Positionsmessung eines Motors bedeutet im Allgemeinen die Messung seiner Winkelposition, also der ersten Grad seiner Drehung seit dem Anlauf. Da absolute Drehgeber heutzutage weit verbreitet und kostengünstiger sind, werden sie zur Positionsmessung von Motoren meist bevorzugt eingesetzt. Im Vergleich zu inkrementellen Drehgebern bieten absolute Drehgeber den Vorteil, dass beim Einschalten kein Nullpunkt ermittelt werden muss, die Position beim Ausschalten gespeichert wird und kein kumulativer Fehler auftritt. Bei Unklarheiten können Sie das Typenschild des absoluten Drehgebers studieren. Weitere Informationen zu Drehgebern finden Sie auf der Website von Hornblower, wo Ihnen erfahrene Ingenieure zum Austausch zur Verfügung stehen.
Absolutwertgeber Die Ausgabetypen lassen sich grob in analoge und digitale Signale unterteilen. Die meisten Geräte verfügen heutzutage über ein eigenes Digitalmodul, was die Nutzungskosten senkt. Die Wahl des Ausgabetyps wird hier nicht weiter erläutert. Die Umdrehungszahl wird vom Getriebe berechnet und die Position nach einer Umdrehung auf dem Codierschild angezeigt. Für eine kontinuierliche Drehung in eine Richtung wird ein Einzelumdrehungs-Encoder verwendet, dessen Umdrehungszahl im Programm erfasst wird. Die Genauigkeit der Positionsmessung des Encoders hängt davon ab, wie viele Daten das Codierschild des Encoders ausliest. Üblicherweise verwendet man 12-Bit-Codierungsschilder, d. h. 4096 Viertel pro Umdrehung. Diese Viertel unterscheiden sich von der Impulsauflösung des Impuls-Encoders. Jedes Viertel pro Umdrehung des Absolutwertgebers entspricht einer eindeutigen Position. Der Drehwinkel wird durch das Integrationssignal des Encoders in eine analoge oder digitale Größe umgewandelt und an den Host-Computer gesendet.
Encoder Encoder spielen eine entscheidende Rolle in Aufzügen, Werkzeugmaschinen, der Materialbearbeitung, Motorrückkopplungssystemen sowie in Mess- und Regeltechnik. Sie nutzen Gitter und Infrarotlichtquellen, um das optische Signal über einen Empfänger in ein elektrisches TTL-Signal (HTL-Signal) umzuwandeln. Durch die Analyse der TTL-Pegelfrequenz Q und der Anzahl der High-Pegel werden der Drehwinkel und die Drehposition des Motors visualisiert.
Da sowohl Winkel als auch Position präzise gemessen werden können, lassen sich Encoder und Wechselrichter zu einem geschlossenen Regelkreis zusammenfügen9, was die Steuerung noch präziser macht. Deshalb können Aufzüge, Werkzeugmaschinen usw. so präzise eingesetzt werden.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Encoder bauartbedingt in inkrementelle und absolute Encoder unterteilt werden. Beide Typen wandeln zudem andere Signale, wie beispielsweise optische Signale, in elektrische Signale um, die analysiert und gesteuert werden können. Die in unserem Alltag üblichen Aufzüge und Werkzeugmaschinen basieren auf der präzisen Motoreinstellung, die durch einen geschlossenen Regelkreis des elektrischen Signals gesteuert wird. Daher ist es naheliegend, dass Encoder mit Frequenzumrichtern eine präzise Steuerung ermöglichen.
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