Correct geïmplementeerd kan positieterugkoppeling meerdere actuatoren synchroon laten bewegen, vooraf ingestelde geheugenposities gebruiken en met hogere nauwkeurigheid en precisie verplaatsen. Zowel optische encoders als Hall-effectsensoren zijn populair om met goede nauwkeurigheid de positieterugkoppeling van een motor uit te lezen; elke terugkoppelingsoptie biedt echter verschillende voordelen die voor bepaalde toepassingen gunstiger kunnen zijn dan voor andere. Dit artikel vergelijkt de belangrijke aspecten van optische encoders en Hall-effectsensoren, zoals hoe ze werken, hun populaire toepassingen en hun voor- en nadelen, om u te helpen bepalen welke terugkoppelingsoptie het beste bij uw behoeften past.
Optische encoders verkennen: werking en toepassingen
Optische encoders zijn een type terugkoppelingsapparaat voor het meten van de positie van een motoras. Ze gebruiken fotosensoren om de lichtbundels te detecteren die door de sleuven van een interne roterende schijf gaan. Een fotosensor fungeert als de ontvanger en genereert een elektrische puls telkens wanneer licht door de transparante markeringen van een sleuf gaat, wat in de tijd een blokgolf oplevert bij het tellen van de reeks pulsen.
Door deze pulsen te tellen kan een aparte externe controller informatie bijhouden, zoals de huidige positie van de motor, de snelheid en het aantal voltooide omwentelingen. Dit levert precieze terugkoppeling op die vervolgens kan worden gebruikt om de beweging van een motor te regelen die een lineaire actuator aandrijft. Vanwege hun zeer hoge nauwkeurigheid en snelheid zijn optische encoders populaire terugkoppelingsapparaten in toepassingsgevallen zoals:
- CT-scan-systemen
- Laboratoriumapparatuur
- Medische apparaten
- Spectrometers
- Centrifuges
Voordelen en beperkingen van optische encoders
Voordelen
- Hoge resolutie: Optische encoders kunnen een zeer hoge resolutie bieden, waardoor precieze positiedetectie mogelijk is.
- Nauwkeurigheid: Optische encoders bieden een zeer hoge nauwkeurigheid in positiedetectie, waardoor ze geschikt zijn voor toepassingen die precieze metingen vereisen.
- Geen contact: Op licht gebaseerde detectie vereist geen fysiek contact tussen de encoder en het sensorelement, wat slijtage vermindert en de levensduur van optische encoders vergroot.
- Hoge snelheid: Optische encoders kunnen bij hoge snelheden werken en zijn daarom ideaal voor toepassingen die snelle positiedetectie vereisen zonder aan nauwkeurigheid in te boeten.
Nadelen
- Gevoelig voor omgevingsinvloeden: De ‘lijn-van-zicht’ voor lichtbronnen van optische encoders kan worden beïnvloed door stof, vuil en andere omgevingsfactoren voordat deze de interne ontvanger bereiken, wat hun nauwkeurigheid en precisie kan verminderen.
- Complexe installatie: Optische encoders vereisen zorgvuldige uitlijning en installatie om nauwkeurige metingen te garanderen, wat tijdrovend en uitdagend kan zijn.
- Breekbaarheid: In vergelijking met andere soorten terugkoppelingsmechanismen zijn optische encoders ontworpen met dunne glasschijven en kunststoffen, die kwetsbaarder zijn en gevoeliger voor schade bij mechanische belasting of trillingen.
Dieper in Hall-effectsensoren: principes en toepassingen
De Hall-effecttheorie van Edwin Hall (die het Hall-effect ontdekte) stelt dat wanneer een magnetisch veld wordt aangelegd in een richting die loodrecht staat op de stroom van elektrische stroom in een geleider, er een spanningsverschil wordt geïnduceerd. Deze spanning kan worden gebruikt om te detecteren of een Hall-effectsensor zich in de nabijheid van een magneet bevindt. Door een magneet op de roterende as van een motor te bevestigen, kunnen Hall-effectsensoren detecteren wanneer de as evenwijdig aan hen staat. Met een kleine printplaat kan deze informatie worden uitgevoerd als een blokgolf, vergelijkbaar met optische encoders.
Het is gebruikelijk dat Hall-effectprintplaten twee sensoren hebben, wat resulteert in een quadratuuruitgang waarbij twee signalen stijgen en dalen terwijl de elektromotor draait, met een faseverschil van 90° ertussen. Door deze pulsen te tellen en te zien welke eerst komt, kunt u de draairichting van de motor bepalen. De frequentie van deze pulsen verschilt binnen ons assortiment verschillende maatwerk elektrische lineaire actuatoren; onze PA-04-HS biedt echter Hall-effectsensorterugkoppeling direct uit voorraad. Goede nauwkeurigheid, gecombineerd met de robuustheid van Hall-effectsensorapparaten, maakt ze populair voor toepassingen zoals:
- Automotive toepassingen
- Ergonomische bureaus voor thuis en kantoor
- Zonnetracking en hernieuwbare energie
- Maritieme toepassingen
- Industriële/ zware hefsystemen
Sterke punten en zwakke punten van Hall-effectsensoren
Voordelen
- Contactloze detectie: Hall-effectsensoren vereisen ook geen fysiek contact met het Hall-sensorelement, wat slijtage vermindert en de levensduur van het apparaat vergroot.
- Robuustheid: Hall-effectsensoren zijn robuuster en beter bestand tegen omgevingsfactoren zoals stof, vuil en trillingen, wat hun algehele betrouwbaarheid in toepassingen met zware bedrijfsomstandigheden vergroot.
- Eenvoudige installatie: Hall-effectsensoren zijn relatief eenvoudig te installeren en vereisen minder uitlijning dan optische encoders.
- Lagere kosten: Hall-effectsensoren hebben doorgaans een aantrekkelijkere prijs dan optische encoders.
Nadelen
- Lagere resolutie: Hall-effectsensoren hebben doorgaans een lagere resolutie dan optische encoders, wat hun geschiktheid voor toepassingen met zeer hoge precisie kan beperken.
- Beperkte snelheid: Hall-effectsensoren hebben meer beperkingen wat betreft de maximale snelheid waarbij ze de positie nauwkeurig kunnen detecteren.
- Magnetische interferentie: De interne magneten van Hall-effectsensoren kunnen worden beïnvloed door magnetische interferentie van buitenaf, wat de nauwkeurigheid en betrouwbaarheid van de terugkoppeling in bepaalde omgevingen beïnvloedt.
- Temperatuurgevoeligheid: De magnetische eigenschappen van Hall-effectsensoren kunnen worden beïnvloed door temperatuurschommelingen, waardoor extra compensatie of kalibratie nodig kan zijn in toepassingen met grote veranderingen in het temperatuurbereik.
SAMENVATTING
Optische encoders en Hall‑effectsensoren zijn populaire keuzes voor het uitlezen van positieterugkoppeling; toch moeten we ons bewust zijn van hun verschillen, vooral hun voordelen en nadelen. Bij het kiezen tussen optische encoders en Hall‑effectsensoren is het belangrijk het juiste evenwicht te vinden tussen nauwkeurigheid, duurzaamheid, complexiteit en prijs dat het beste voor u werkt.
Als een van de toonaangevende leveranciers van elektrische lineaire actuatoren biedt Progressive Automations brancheleidende flexibiliteit, kwaliteit, ondersteuning en praktijkervaring om aan al uw behoeften te voldoen. Als u nog vragen heeft over wat wij kunnen bieden, neem dan vooral contact met ons op! Wij zijn experts in wat we doen en willen ervoor zorgen dat u de beste oplossingen voor uw toepassing vindt.
sales@progressiveautomations.com | 1-800-676-6123
