Die " target="_blank" rel="noopener">Drehcodierer ist ein Geschwindigkeits- und Wegsensor, der opto-elektromechanische Technologie integriert.

 

Bei Drehung der Welle des Inkrementalgebers wird ein entsprechendes Phasensignal ausgegeben. Die Bestimmung der Drehrichtung und die Erhöhung oder Verringerung der Impulsanzahl erfolgen mithilfe einer Richtungserkennungsschaltung und eines rückseitigen Zählers. Der Zählstartpunkt ist frei wählbar, wodurch eine unendliche Akkumulation und Messung mehrerer Umdrehungen möglich ist. Das Z-Signal (ein Impuls pro Umdrehung) kann als mechanische Nullposition verwendet werden. Ist die Impulsanzahl festgelegt und die Auflösung erhöht, kann die ursprüngliche Impulsanzahl durch die beiden Signale A und B mit einer Phasenverschiebung von 90° verdoppelt werden.

Bei Verwendung eines Absolutwertgebers mit Drehachse werden den einzelnen Positionen Codes (Binär-, BCD-Code usw.) zugeordnet. Die positive und negative Drehrichtung sowie die Position der Verschiebung lassen sich aus der Änderung der Codegröße bestimmen, ohne dass eine Richtungserkennungsschaltung erforderlich ist. Der Geber verfügt über einen absoluten Nullpunkt, der auch bei Stromausfall oder Abschaltung die Position präzise erfasst und beim Wiedereinschalten und erneuten Messen den Nullpunkt exakt ermittelt. Der Messbereich von Absolutwertgebern liegt üblicherweise zwischen 0 und 360 Grad, spezielle Modelle ermöglichen jedoch auch Mehrumdrehungsmessungen.

Der Sinuswellen-Encoder zählt ebenfalls zu den Inkrementalgebern. Der Hauptunterschied besteht darin, dass das Ausgangssignal ein analoges Sinuswellensignal und kein digitales Signal ist. Er wird hauptsächlich in der Elektrotechnik eingesetzt – als Rückkopplungselement für Motoren. Im Vergleich zu anderen Systemen eignet sich dieser Encodertyp besonders dann, wenn die dynamischen Eigenschaften verbessert werden sollen.

 

Um eine optimale Motorsteuerung zu gewährleisten, muss das Rückkopplungssignal des Encoders eine hohe Impulszahl liefern. Insbesondere bei sehr niedrigen Drehzahlen erzeugt der herkömmliche Inkrementalgeber eine große Anzahl von Impulsen, was in vielerlei Hinsicht problematisch ist. Bei hohen Motordrehzahlen (6000 U/min) ist die Übertragung und Verarbeitung digitaler Signale schwierig.

 

In diesem Fall überschreitet die zur Verarbeitung des Servomotorsignals benötigte Bandbreite (z. B. 10000 Impulse pro Umdrehung des Encoders) leicht den MHz-Grenzwert. Die Verwendung analoger Signale hingegen reduziert die genannten Probleme erheblich und ermöglicht die Simulation einer großen Anzahl von Encoderimpulsen. Dies ist der Interpolationsmethode von Sinus- und Kosinussignalen zu verdanken, die eine Berechnungsmethode für den Drehwinkel bereitstellt. Mit dieser Methode lässt sich die Leistung der Grundsinuswelle deutlich steigern. Beispielsweise können mit 1024 Sinusimpulsen pro Umdrehung mehr als 1000000 Impulse pro Umdrehung erzeugt werden. Die zum Empfang dieses Signals benötigte Bandbreite ist ausreichend, solange sie etwas größer als 100 kHz ist. Die Frequenzverdopplung durch Interpolation muss durch das Sekundärsystem erfolgen.

Dieses System nutzt ein relatives Zählverfahren zur Positionsmessung. Vor dem Betrieb wird die jeweilige Impulsnummer jedes Signals, wie z. B. die Position des Geschwindigkeitsänderungspunkts, des Nivellierungspunkts und des Bremsstopppunkts, programmiert im entsprechenden Speicher abgelegt. Während des Aufzugsbetriebs erfasst der Drehgeber die folgenden Signale und berechnet sie in Echtzeit per Software: die Position des Aufzugsgeschosses, die Position des Geschwindigkeitsänderungspunkts und die Position des Nivellierungspunkts. Daraus werden die angefahrenen Geschosse gezählt und das Geschwindigkeitsänderungssignal sowie das Nivellierungssignal ausgegeben.

Die Berechnung der Verschiebung während des Aufzugsbetriebs erfolgt wie folgt: H=SI

Dabei ist S: Impulsäquivalent, I: kumulative Impulszahl, H: Aufzugsauslenkung

S=π λ D/P ρ

D: Durchmesser des Antriebsrades ρ: Frequenzteilungsverhältnis der PG-Karte λ: Untersetzungsverhältnis des Getriebes

P: Anzahl der Impulse pro Umdrehung des Drehgebers

In diesem System λ = 1/32 D = 580 mm

Ned=1450 U/min P=1024 ρ= 1/18

Ersatz S=π λ D/P ρ S=1.00 mm/Impuls

Bei einer Geschosshöhe von 4 m beträgt die Impulszahl am Nivellierungspunkt jedes Geschosses 0 im ersten Geschoss; 4000 im zweiten Geschoss; 8000 im dritten Geschoss; 12000 im vierten Geschoss.

Befindet sich der Geschwindigkeitsänderungspunkt 1.6 Meter über dem Boden, so ergibt sich folgende Impulszahl für den Geschwindigkeitsänderungspunkt auf den einzelnen Etagen: 2400 vom ersten zum zweiten Stock, 6400 vom zweiten zum dritten Stock und 10400 vom dritten zum vierten Stock; abwärts: 9600 vom vierten zum dritten Stock, 5600 vom dritten zum zweiten Stock und 1600 vom zweiten zum ersten Stock.