Инкрементные энкодеры

В инкрементных энкодерах используют конструкцию, аналогичную показанной на рис. 3.14, однако счетный диск имеет, как правило, лишь одну дорожку, на которой прозрачные и непрозрачные участки чередуются. И соответственно вместо линейки фотодетекторов используют лишь 1 или 2 фотодетектора – в зависимости от того, возможно вращение диска лишь в одном или в обоих направлениях. На рис. 3.14,а показано взаимное расположение счетного диска 1, блока фотодетекторов 2 и светового зонда 3 от светодиода. Если диск 1 может вращаться лишь в одном направлении, то достаточно одного фотодетектора. На выходе сенсора будет формироваться последовательность импульсов с периодом, обратно пропорциональным скорости вращения диска. Появление следующего импульса свидетельствует о повороте диска на угол 360°/, где – количество пар непрозрачных и прозрачных участков на диске.

Рис. 3.14. К объяснению принципа действия инкрементного энкодера

Если диск может вращаться в обоих направлениях, и информация об этом важна, то блок 2 состоит из двух фотодетекторов 4 и 5, размещенных вдоль дорожки на расстоянии меньше, чем ширина прозрачного или непрозрачного участка. Выход сенсора в этом случае является двухканальным. На выходе А формируются импульсы от фотодетектора 4, а на выходе Б – от фотодетектора 5. Если диск 1 вращается против часовой стрелки, то импульсы на выходе А появляются чуть раньше, чем импульсы на выходе Б (рис. 3.14, б). При вращении диска по часовой стрелке порядок появления импульсов – обратный (рис. 3.14, в).

Иногда на счетном диске делают дополнительное прозрачное окошко на соседней дорожке (одно на всю дорожку) и ставят еще один фотодетектор, сигнал от которого выводят на дополнительный канал синхронизации. Этот канал используют для фиксации начала отсчета и для компенсации погрешностей, которые могут накапливаться при большом числе оборотов.

Для механического соединения вала углового энкодера с контролируемым механизмом используют специальные соединители, которые, с одной стороны, точно передают поворот практически без люфта, и вместе с тем, благодаря гибкости, гасят биения валов как поперек, так и вдоль оси вращения. Это требуется для защиты прецизионных подшипников и оптоэлектронных деталей.

На рис. 3.15 показаны примеры абсолютных и инкрементных энкодеров, которые выпускаются промышленностью.

Рис. 3.15. Некоторые промышленные абсолютные и инкрементные энкодеры

Их внешний диаметр составляет 50-60 мм, количество импульсов, которые выдаются за один полный оборот – от 2 до 32768, максимальная рабочая скорость вращения – от 3000 об./мин до 12000 об./мин.