Æ” ENCODER INCREMENTALI E ASSOLUTI Æ” INCREMENTAL AND ABSOLUTE ENCODERS Æ” CODEURS INCREMENTAUX ET ABSOLUS Æ” INKREMENTALE UND ABSOLUTE DREHGEBER
II disco di un encoder incrementale è costituito da una corona circolare di linee uniformi chiare e scure. Quando le linee interrompono il fascio di luce un ”incremento” di informazione è prodotto sotto forma di The disc of an
incremental encoder is marked with a series of uniform lines in a s ingle track around the perimeter. As the lines interrupt the light beam, ”increments” of information are produced in the form of a onda quadra o sinusoidale in uscita. La frequenza degli impulsi in uscita è funzione del numero delle divisioni del disco e della sua velocità di rotazione. L’ampiezza degli impulsi è funzione della tensione di alimentazione. Il segnale base ”A” provvede a dare l’informazione monodirezionale (applicazioni tachimetriche). Utilizzando un secondo gruppo di lettura si ha una forma d’onda ”B” sfasata di 90° rispetto ad ”A”, utile per discriminare il senso di rotazione, consentendo il conteggio avanti ed indietro di spostamenti angolari, rettilinei ecc. Una terza tacca ”C” è letta sul disco per fornire la posizione ”assoluta” di zero dell’albero dell’encoder. L’encoder incrementale, a differenza dell’assoluto, non mantiene l’informazione all’accensione e allo spegnimento dell’alimentazione (ovviabile con batterie tampone), ma ha il pregio di costare meno e grazie anche alla vastissima gamma di risoluzioni e l’elevata frequenza di utilizzo ha un larghissimo impiego in tutte le applicazioni. Gli encoder assoluti hanno un disco codificato con più piste, le quali lette simultaneamente danno un’uscita parallela in codice (Gray, binario, BCD, ecc.) per ogni posizione angolare.Quindi all’accensione si ha conoscenza della posizione dell’albero, senza alcun riferimento ad un contatore digitale: questo perché l’uscita avviene nella forma di una parola codificata di ”n bit”. Gli encoder assoluti sono inoltre, per i motivi sopra esposti, maggiormente immuni ai disturbi elettrici. Trovano perciò impiego in applicazioni dove i dati di acquisizione si svolgono in tempi molto lunghi e dove si vuole la certezza ”assoluta” dell’informazione. Per contro a causa della sua complessità un encoder assoluto è più caro del tipo incrementale. Gli encoder con le fasi di commutazione raggruppano, su un solo disco, una corona incrementale con tacca di zero per il conteggio tradizionale e più corone assolute per creare le fasi di commutazione per i motori
brushless. square or sinusoidal wave pulse train output signal. The frequency of the pulses relates to the number o f lines on the disc and the disc speed. The amplitude of the pulses relates to the excitation supply. The basic signal ”A ”provides information on single direction rotational movement. By using two scanning heads it is possible to produce a second wave train ”B” with 90’ displacement and thus sensing direction of rotation and allowing up/down count of angular or linear displacements. A single line can be placed on the disc toprovide a marker pulse ”C” for reference purposes. I ncremental encoder, differently from absolute, does not keep the information when s hut down, but has the advantage of a lower price and, due to its wide range o f resolutions and high operating frequency, offers a broad field of applications. A bsolute
industrial encoders have several concentric tracks suitably marked to be s imultaneously scanned thus giving a parallel coded (Gray, pure binary, BCD, etc.) output signal for each angular position. It is then possible to have a complete knowledge of the shaft position at the first turn-on without any need of a digital
industrial counter nor of a return to zero. This because the output has the form of a codified word of ”n bits”. This also warrants for immunity to electrical noises. A bsolute encoders are therefore used in all applications in which
data acquisition requires very long time and where the ”absolute ” information certitude is mandatory. On the other side, an absolute encoder is more expensive than an incremental one because of its intrinsic complexity. On a unique disk, the encoders with commutation phases gather an incremental track with zero marking to be used for the traditional counting and several absolute tracks that create the commutation phases for the
brushless motors. Rechteckigen-oder Sinus-Ausgangswelle produziert. Die Frequenz der Ausgangsimpulse ist eine Funktion der Anzahl der Unierteilungen der Scheibe in Abhängigkeit von der Drehzahl der Scheibe. Die Amplitude der Impulse ist abhängig von der Versorgungsspannung. Das Basissignal "A" liefert eine richtungstunabhängige Information Ober die Drehzahl (wird bei Tachometern eingesetzt). Werden dabei zwei fotoelektrische Messgruppen verwendet, so erhält man einen zweiten Le disque d’un codeur incrémental est formé d’une couronne circulaire de lignes uniformes claires et foncées. Lorsque les lignes coupent le faisceau de lumière, un « incrément » d’information est produit sous forme d’ onde carrée ou sinusoïdale à la sortie. La fréquence des impulsions à la sortie est fonction du nombre des divisions du disque et de sa vitesse de rotation. L’amplitude des impulsions est fonction de la tension d’alimentation. Le signal base «A» se charge de transmettre l’information à une rotation monodirectionnelle (utilisée dans des applications tachymétriques). En faisant appel à deux groupes de lecture photo-électrique, une seconde forme d’onde «B» se produit présentant un déphasage de 90° par rapport à «A». Dans ce cas, une rotation bidirectionnelle peut être détectée avec l’information du sens de rotation, permettant le comptage en avant et en arrière de déplacements angulaires, rectilignes, etc. Une encoche «C» ultérieure peut être lue sur le disque pour fournir la position « absolue » de 0 de l’arbre du codeur. A la différence du codeur absolu, l’incrémental ne garde pas l’information à l’allumage et à l’extinction de l’alimentation (des batteries peuvent y remédier), mais présente l’avantage de coûter moins et, grâce également à la très vaste gamme de résolutions et à la fréquence d’utilisation élevée, trouve largement son emploi dans toutes les applications. Les codeurs absolus ont un disque codifié avec plusieurs pistes qui, une fois lues simultanément, fournissent une sortie parallèle en code (gray, binaire, BCD, etc.) pour chaque position angulaire. Par conséquent, au moment de l’allumage, on dispose d’une connaissance complète de la position de l’arbre, sans aucune référence à un compteur numérique et sans besoin de mise à zéro: cela parce que la sortie se produit sous la forme d’un mot codifié de «n bit». De plus, les codeurs absolus sont dépourvus de parasites électriques pour les motifs exposés plus haut. C’est pourquoi ils sont utilisés dans des applications où la saisie des données exige des délais très longs et où il est nécessaire d’avoir la certitude «absolue» de l’information. Par contre, à cause de sa complexité, le codeur absolu est plus cher que l’incrémental. Les codeurs avec les phases de commutation regroupent, sur un seul disque, une couronne incrémentale avec une encoche de zéro pour le comptage traditionnel et plusieurs couronnes absolues pour créer les phases de commutation pour les moteurs brushless. I mpulskanal "B" mit einer Phasenverschiebung von 90° gegenüber "A". Durch die Auswertung der Phasenverschiebung zwischen "A" und "B“ ist eine Drehrichtungs-Erkennung möglich. Von der Scheibe kann ein weiterer einzelner Impuls "C" gelesen werden, der dazu dient, die absolute "Nullposition“ der Geberwelle festzustellen. Inkrementale Drehgeber können, im Gegensatz zu absoluten Drehgebern (natürlich unter Verwendung einer Pufferbatterie), die Information beim Einschalten und A usschalten der Versorgungsspannung nicht speichern, sie sind jedoch kostengünstiger und linden dank einer reichhaltigen Auswahl an Auflö s ungen und hohen Frequenzen eine breites Verwendungsfeld in allen Anwendungsbereichen. Die absoluten Drehgeber besitzen eine codierte Scheibe mit mehreren Bahnen, die gleichzeitig abgelesen werden und über einen codierten Parallelausgang (Gray, Binär, BCD usw.) Aufschluss über jede Winkelposition geben. Beim Einschalten erhält man daher die komplette Information über die Position der Welle auch ohne den Ablesewert eines digitalen Zählers und ohne die Notwendigkeit einer vorherigen Einnullung, denn der Ausgang erfolgt in Form einer Codierung mit "n Bit". Absolute Drehgeber sind aus diesem Grund auch immun gegen elektrische Störungen. Eingesetzt werden diese Drehgeber überall dort, wo das Ablesen von Daten sehr langwierig Ist und man "absolute" Gewissheit über die Informationsgenauigkeit haben möchte. Die Drehgeber mit Phasenumtauschung fassen auf nur einer Scheibe eine ringförmige inkrementale Spur mit einzelner Impuls für die traditionelle Die Scheibe eines inkrementalen Drehgebers besteht aus einer ringförmigen Spur mit gleichmäßigen hellen und dunklen Gitterlinien. Wenn die Linien den Lichtstrahl unterbrechen, so wird ein «Inkrement» an Information in Form einer Z ählung und mehrere absolute ringförmige Spur zusammen, um die Phasenumtauschung für die brushless Motoren zu schaffen. >
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