Oikein toteutettuna paikannuspalaute mahdollistaa useiden toimilaitteiden liikkumisen synkronisesti, esiasetettujen muistipaikkojen käytön sekä liikkumisen suuremmalla tarkkuudella ja täsmällisyydellä. Sekä optiset enkooderit että Hall-anturit ovat suosittuja tapoja lukea moottorin paikkapalatetta hyvällä tarkkuudella; jokaisella palautevaihtoehdolla on kuitenkin erilaisia etuja, jotka voivat sopia joihinkin sovelluksiin toisia paremmin. Tässä artikkelissa vertaillaan optisten enkooderien ja Hall-anturien tärkeitä näkökohtia – miten ne toimivat, niiden yleiset käyttökohteet sekä plussat ja miinukset – jotta löydät tarpeisiisi parhaiten sopivan palautteen.
Optiset enkooderit: toiminta ja käyttökohteet
Optiset enkooderit ovat palautelaitteita moottorin akselin asennon mittaamiseen. Ne käyttävät valokennoja havaitakseen sisäisen pyörivän levyn aukkojen läpi kulkevat valosäteet. Valokenno toimii vastaanottimena ja muodostaa sähköisen pulssin aina, kun valo kulkee aukon läpinäkyvän merkinnän läpi. Ajan myötä tästä muodostuu neliöaaltomuoto pulssijonoa laskettaessa.
Näitä pulsseja laskemalla erillinen ulkoinen ohjain voi seurata tietoja, kuten moottorin nykyinen sijainti, Nopeus ja suoritettujen kierrosten lukumäärä. Tämä tuottaa tarkan palautteen, jota voidaan käyttää ohjaamaan moottorin liikettä, kun se ajaa lineaarista toimilaitetta. Erittäin korkean tarkkuuden ja nopeuden ansiosta optiset enkooderit ovat suosittuja palautelaitteita esimerkiksi:
- CT-skannausjärjestelmät
- Laboratoriolaitteet
- Lääketieteelliset laitteet
- Spektrometrit
- Sentrifugit
Optisten enkooderien edut ja rajoitteet
Edut
- Korkea erotuskyky: Optiset enkooderit voivat tarjota erittäin korkean erotuskyvyn, mikä mahdollistaa tarkan asennon tunnistamisen.
- Tarkkuus: Optiset enkooderit tarjoavat erittäin korkean tarkkuuden asennon mittauksessa, mikä tekee niistä sopivia sovelluksiin, jotka vaativat tarkkoja mittauksia.
- Ei mekaanista kosketusta: Valoon perustuva mittaus ei vaadi fyysistä kosketusta enkooderin ja anturielementin välillä, mikä vähentää kulumista ja pidentää optisten enkooderien käyttöikää.
- Suuri nopeus: Optiset enkooderit voivat toimia suurilla nopeuksilla, joten ne sopivat erinomaisesti sovelluksiin, joissa tarvitaan nopeaa asennon tunnistusta tinkimättä tarkkuudesta.
Haitat
- Herkkyys ympäristötekijöille: Optisten enkooderien valolähteen “näkölinja” voi heikentyä pölyn, lian ja muiden ympäristötekijöiden vuoksi ennen kuin valo saavuttaa sisäisen vastaanottimen, mikä voi pienentää niiden tarkkuutta ja täsmällisyyttä.
- Monimutkainen asennus: Optiset enkooderit vaativat huolellista suuntausta ja asennusta, jotta mittaukset ovat tarkkoja – prosessi voi olla aikaa vievä ja haastava.
- Hauraus: Verrattuna muihin palautemekanismeihin optiset enkooderit on tehty ohuista lasilevyistä ja muoveista, jotka ovat herkempiä ja alttiimpia vaurioille mekaanisen rasituksen tai tärinän alla.
Hall-anturit: periaatteet ja käyttökohteet
Edwin Hallin (Hall-ilmiön löytäjä) teorian mukaan aina kun magneettikenttä kohdistetaan johtimeen sähkövirran suuntaan nähden kohtisuoraan, syntyy jännite-ero. Tätä jännitettä voidaan käyttää havaitsemaan, onko Hall-anturi magneetin läheisyydessä. Kiinnittämällä magneetti moottorin pyörivään akseliin Hall-anturit voivat tunnistaa, milloin akseli on niiden suuntainen. Pienen piirilevyn avulla tämä tieto voidaan muuntaa neliöaalloksi kuten optisissa enkoodereissa.
Hall-antureita sisältävissä piirilevyissä on usein 2 anturia, mikä tuottaa kvadratuuriulostulon: kaksi signaalia nousee ja laskee, kun sähkömoottori pyörii, ja niiden välillä on 90° vaihe-ero. Laskemalla pulsseja ja havaitsemalla kumpi tulee ensin voidaan päätellä moottorin pyörimissuunta. Näiden pulssien taajuus vaihtelee eri mittatilaustyönä toimitettavien sähköisten lineaaristen toimilaitteidemme mallien välillä; PA-04-HS-mallimme tarjoaa kuitenkin Hall-antureihin perustuvan palautteen suoraan hyllystä. Hyvä tarkkuus yhdistettynä Hall-antureiden laitteiden kestävyyteen tekee niistä suosittuja mm. seuraavissa käyttökohteissa:
- Ajoneuvosovellukset
- Koti- ja toimistokäyttöön tarkoitetut ergonomiset pöydät
- Aurinkoseuranta ja uusiutuva energia
- Merisovellukset
- Teolliset / raskaaseen käyttöön tarkoitetut nostojärjestelmät
Vahvuudet ja heikkoudet Hall-antureille
Edut
- Kosketukseton mittaus: Hall-anturit eivät nekään tarvitse fyysistä kosketusta anturielementtiin, mikä vähentää kulumista ja pidentää laitteen käyttöikää.
- Kestävyys: Hall-anturit ovat robustimpia ja vastustuskykyisempiä ympäristötekijöille, kuten pölylle, lialle ja tärinälle, mikä parantaa luotettavuutta vaativissa olosuhteissa.
- Helppo asennus: Hall-anturit ovat suhteellisen helppoja asentaa ja vaativat optisiin enkoodereihin verrattuna vähemmän kohdistusta.
- Alemmat kustannukset: Hall-anturit ovat yleensä edullisempia kuin optiset enkooderit.
Haitat
- Alhaisempi erotuskyky: Hall-anturien erotuskyky on tyypillisesti optisia enkoodereita pienempi, mikä voi rajoittaa soveltuvuutta erittäin tarkkoihin sovelluksiin.
- Rajoitettu Nopeus: Hall-antureilla on enemmän rajoitteita sen suhteen, millä enimmäisnopeudella ne pystyvät aistimaan sijainnin tarkasti.
- Magneettinen häiriö: Hall-antureiden sisäisiin magneetteihin voivat vaikuttaa ulkoiset magneettiset häiriöt, mikä heikentää palautteen tarkkuutta ja luotettavuutta tietyissä ympäristöissä.
- Lämpötilaherkkyys: Hall-antureiden magneettisiin ominaisuuksiin voivat vaikuttaa lämpötilavaihtelut, mikä voi edellyttää lisäkompensointia tai kalibrointia sovelluksissa, joissa lämpötila-alue muuttuu paljon.
YHTEENVETO
Optiset enkooderit ja Hall-anturit ovat suosittuja vaihtoehtoja paikkapalautteen lukemiseen; meidän on kuitenkin hyvä tiedostaa niiden erot – erityisesti hyödyt ja haitat. Kun valitset optisten enkooderien ja Hall-antureiden välillä, on tärkeää löytää juuri sinulle sopiva tasapaino tarkkuuden, kestävyyden, monimutkaisuuden ja hinnan välillä.
Yhtenä johtavista sähköisten lineaaristen toimilaitteiden toimittajista Progressive Automations tarjoaa alan parasta joustavuutta, laatua, tukea ja kenttäkokemusta kaikkiin tarpeisiisi. Jos sinulla on kysyttävää valikoimastamme, älä epäröi ottaa meihin yhteyttä! Olemme alamme asiantuntijoita ja haluamme varmistaa, että löydät parhaat ratkaisut sovellukseesi.
sales@progressiveautomations.com | 1-800-676-6123
