Drehgeber: Typen, Funktionsprinzip und Signalausgang
Einführung in Drehgeber:
Die " target="_blank" rel="noopener">Drehcodierer Es handelt sich um ein Gerät zur Messung der Drehzahl, das in Verbindung mit der Pulsweitenmodulation (PWM) eine schnelle Drehzahlregelung ermöglicht. Mittels fotoelektrischer Wandlung erfasst der fotoelektrische Drehgeber Winkelverschiebung, Winkelgeschwindigkeit und weitere mechanische Größen der Abtriebswelle und gibt diese als digitale Größe (REP) aus.
Es gibt Drehgeber mit Einzel- und Doppelausgang. Zu den technischen Parametern gehören hauptsächlich die Anzahl der Impulse pro Umdrehung (von Dutzenden bis Tausenden) und die Versorgungsspannung. Ein Drehgeber mit Einzelausgang gibt eine Impulsgruppe aus, während ein Drehgeber mit Doppelausgang zwei Impulsgruppen mit einer Phasenverschiebung von 90 Grad (A/B) ausgibt. Mithilfe dieser beiden Impulsgruppen lässt sich nicht nur die Drehzahl, sondern auch die Drehrichtung bestimmen.
Klassifizierung von Drehgebern:Je nach Art des Ausgangssignals wird zwischen Spannungsausgang, Open-Collector-Ausgang, Push-Pull-Komplementärausgang und Long-Line-Drive-Ausgang unterschieden.
Wellentyp: Die Wellentypen lassen sich in Klemmflansch-, Synchronflansch- und Servo-Einbauwellen unterteilen.
Wellenhülsentyp: Die Wellenhülsentypen können in halbleere Typen, vollleere Typen und Typen mit großem Durchmesser unterteilt werden.
Nach dem Funktionsprinzip des Encoders kann man ihn in fotoelektrischen, magnetischen und kontaktbürstenbehafteten Encoder unterteilen.
Encoder lassen sich nach der Art der Lochgravur auf der Codierscheibe in Inkremental- und Absolutwertgeber einteilen.
Funktionsprinzip des Drehgebers:
Ein fotoelektrischer Codierer mit einer zentralen Achse, auf der sich ringförmige offene und geschlossene Linien befinden, sowie fotoelektrische Sende- und Empfangseinrichtungen erfassen vier Gruppen von Sinussignalen, die zu A, B, C und D kombiniert werden. Jede Sinuswelle weist eine Phasenverschiebung von 90 Grad (360 Grad relativ zu einer Periode) auf. Die Signale C und D werden invertiert und den Phasen A und B überlagert, um ein stabileres Signal zu erhalten. Pro Umdrehung wird ein weiterer Z-Phasenimpuls ausgegeben, der die Nullposition repräsentiert. Da sich Phase A und Phase B um 90 Grad unterscheiden, lässt sich die Drehrichtung des Codierers durch Vergleich bestimmen, ob Phase A oder Phase B vorn liegt. Die Nullposition des Codierers wird über den Nullimpuls ermittelt.
Encoder-Code-Disk Die Codierscheibe besteht aus Glas, Metall und Kunststoff. Die Glascodierscheibe weist eine dünne, eingeritzte Linie auf dem Glas auf. Sie zeichnet sich durch gute thermische Stabilität und hohe Genauigkeit aus. Die Metallcodierscheibe ist durchgehend und ohne eingeritzte Linien gefertigt und daher bruchfest. Aufgrund der Materialstärke ist ihre Genauigkeit jedoch begrenzt, und ihre thermische Stabilität ist um eine Größenordnung geringer als die der Glascodierscheibe. Die Kunststoffcodierscheibe ist kostengünstig, weist aber eine geringere Genauigkeit, niedrigere thermische Stabilität und kürzere Lebensdauer auf.
Auflösung – Die Anzahl der vom Encoder pro 360°-Drehung erzeugten Durchlicht- oder Dunkellinien wird als Auflösung bezeichnet, auch analytische oder direkte Graduierung genannt, typischerweise zwischen 5 und 10000 Linien pro Umdrehung.
Ausgangssignal des Drehgebers:
Das Ausgangssignal umfasst Sinuswellen (Strom oder Spannung), Rechteckwellen (TTL, HTL), Open-Collector-Signale (PNP, NPN) und Gegentaktsignale. TTL ist ein Differenzialantrieb mit langer Leitungslänge (symmetrisch A, A -; B, B -; Z, Z -), und HTL wird auch als Gegentakt- oder Push-Pull-Ausgang bezeichnet. Die Schnittstelle des Signalempfangsgeräts des Encoders muss mit dem Encoder kompatibel sein.
Signalanschluss - Das Impulssignal des Encoders ist im Allgemeinen mit dem Zähler verbunden.
PLCund Computer. Die von der SPS und dem Computer verbundenen Module lassen sich in Module mit niedriger und hoher Schaltgeschwindigkeit unterteilen, wobei die Schaltfrequenz von niedrig bis hoch variieren kann.
Beispielsweise wird die einphasige Verbindung für Einwegzählungen und Einweggeschwindigkeitsmessungen verwendet.
A. B Zweiphasenanschluss wird für Vorwärts- und Rückwärtszählung, Bestimmung der Vorwärts- und Rückwärtsrichtung sowie Geschwindigkeitsmessung verwendet.
Dreiphasenanschluss A, B, Z zur Positionsmessung mit Referenzpositionskorrektur.
Die Verbindungen A, A -, B -, B -, Z, Z - sind symmetrisch. Durch die Verbindung mit negativen symmetrischen Signalen wird das Gleichtaktrauschen im nachfolgenden Differenzeingangskreis unterdrückt, sodass nur die nutzbaren Differenzsignale erfasst werden. Dadurch ist die Störfestigkeit hoch und die Übertragung über große Entfernungen möglich.
Bei TTL-Encodern mit symmetrischem negativen Signalausgang kann die Signalübertragungsentfernung 150 Meter erreichen.
Der Drehgeber besteht aus Präzisionsbauteilen; daher kann es bei starken Stößen zu Schäden an der internen Funktion kommen, und bei seiner Verwendung ist größte Vorsicht geboten.
