Keď je správne implementovaná, polohová spätná väzba umožní viacerým aktuátorom pohybovať sa spolu synchrónne, využívať prednastavené pamäťové pozície a pohybovať sa s vyššou presnosťou a precíznosťou. Optické enkodéry aj snímače Hallovho efektu sú obľúbené na čítanie polohovej spätnej väzby motora s dobrou presnosťou; každá možnosť spätnej väzby však ponúka iné výhody, ktoré môžu viac vyhovovať niektorým aplikáciám než iným. Tento článok porovná dôležité aspekty optických enkodérov a snímačov Hallovho efektu – ako fungujú, ich obľúbené použitia, ako aj ich plusy a mínusy – aby ste vedeli určiť, ktorá možnosť spätnej väzby je pre vaše potreby najlepšia.
Preskúmanie optických enkodérov: funkcia a použitia
Optické enkodéry sú typom zariadenia na spätnú väzbu na meranie polohy hriadeľa motora, ktoré využíva fotosenzory na detekciu svetelných lúčov prechádzajúcich štrbinami vnútorného rotujúceho disku. Fotosenzor funguje ako prijímač a pri každom prechode svetla cez priehľadné značky štrbiny generuje elektrický impulz, čo postupne vytvorí štvorcový priebeh pri počítaní série impulzov.
Počítaním týchto impulzov môže samostatný externý kontrolér sledovať informácie, ako je aktuálna poloha motora, rýchlosť a počet dokončených otáčok. To poskytuje presnú spätnú väzbu, ktorú možno následne použiť na riadenie pohybu motora, ktorý poháňa lineárny aktuátor. Vďaka veľmi vysokej presnosti a rýchlosti sú optické enkodéry obľúbenými zariadeniami spätnej väzby v nasledujúcich prípadoch použitia:
- CT skenovacie systémy
- Laboratórne vybavenie
- Lekárske prístroje
- Spektrometre
- Centrifúgy
Výhody a obmedzenia optických enkodérov
Výhody
- Vysoké rozlíšenie: Optické enkodéry môžu poskytovať veľmi vysoké rozlíšenie, čo umožňuje presné snímanie polohy.
- Presnosť: Optické enkodéry ponúkajú veľmi vysokú presnosť snímania polohy, vďaka čomu sú vhodné pre aplikácie vyžadujúce precízne merania.
- Bez kontaktu: Snímanie pomocou svetla nevyžaduje fyzický kontakt medzi enkodérom a snímacím prvkom, čím sa znižuje opotrebovanie a zvyšuje sa životnosť optických enkodérov.
- Vysoká rýchlosť: Optické enkodéry môžu pracovať pri vysokých rýchlostiach, takže sú ideálnou voľbou pre aplikácie, ktoré vyžadujú rýchle snímanie polohy bez straty presnosti.
Nevýhody
- Citlivosť na vplyvy prostredia: „Priama viditeľnosť“ svetelných zdrojov optických enkodérov môže byť narušená prachom, nečistotami a inými vplyvmi prostredia ešte pred tým, ako dosiahnu interný prijímač, čo môže znížiť ich presnosť a precíznosť.
- Zložitejšia inštalácia: Optické enkodéry vyžadujú starostlivé vycentrovanie a inštaláciu, aby poskytovali presné údaje, čo môže byť časovo náročný a náročný proces.
- Krehkosť: V porovnaní s inými typmi mechanizmov spätnej väzby sú optické enkodéry navrhnuté s tenkými sklenenými diskami a plastmi, ktoré sú krehkejšie a náchylnejšie na poškodenie pri mechanickom zaťažení alebo vibráciách.
Hlbšie o snímačoch Hallovho efektu: princípy a použitia
Teória Hallovho efektu, ktorú opísal Edwin Hall (objaviteľ Hallovho efektu), hovorí, že vždy, keď je na vodič aplikované magnetické pole v smere kolmým na tok elektrického prúdu, indukuje sa napäťový rozdiel. Toto napätie možno použiť na zistenie, či je snímač Hallovho efektu v blízkosti magnetu. Pripojením magnetu na rotujúci hriadeľ motora môžu snímače Hallovho efektu detegovať, kedy je hriadeľ s nimi rovnobežný. Pomocou malej dosky s elektronikou možno tieto informácie vyviesť ako štvorcový signál podobne ako pri optických enkodéroch.
Bežné je, že dosky so snímačmi Hallovho efektu majú 2 snímače, čo vedie ku kvadratúrnemu výstupu, pri ktorom dve signály stúpajú a klesajú počas otáčania elektromotora s fázovým posunom 90° medzi nimi. Počítaním týchto impulzov a sledovaním, ktorý prichádza ako prvý, môžete určiť smer otáčania motora. Frekvencia týchto impulzov sa líši medzi naším radom rôznych elektrických lineárnych aktuátorov na mieru, pričom náš PA-04-HS ponúka spätnú väzbu snímačov Hallovho efektu priamo zo skladu. Dobrá presnosť v kombinácii s robustnosťou zariadení so snímačmi Hallovho efektu ich robí populárnymi v aplikáciách, ako sú:
- Automobilové aplikácie
- Ergonomické stoly pre domácnosť a kanceláriu
- Sledovanie slnka a obnoviteľné zdroje energie
- Námorné aplikácie
- Priemyselné/ťažkotonážne zdvíhacie systémy
Silné stránky a slabiny snímačov Hallovho efektu
Výhody
- Bez-kontaktné snímanie: Snímače Hallovho efektu tiež nevyžadujú fyzický kontakt so svojím hallovým snímacím prvkom, čím sa znižuje opotrebovanie a predlžuje sa životnosť zariadenia.
- Robustnosť: Snímače Hallovho efektu sú odolnejšie a odolnejšie voči vplyvom prostredia, ako sú prach, nečistoty a vibrácie, čo zvyšuje ich celkovú spoľahlivosť v aplikáciách s náročnými prevádzkovými podmienkami.
- Jednoduchá inštalácia: Snímače Hallovho efektu sa relatívne ľahko inštalujú a vyžadujú menšie vycentrovanie v porovnaní s optickými enkodérmi.
- Nižšia cena: Snímače Hallovho efektu majú spravidla dostupnejšiu cenu v porovnaní s optickými enkodérmi.
Nevýhody
- Nižšie rozlíšenie: Snímače Hallovho efektu majú zvyčajne nižšie rozlíšenie v porovnaní s optickými enkodérmi, čo môže obmedziť ich vhodnosť pre aplikácie s veľmi vysokou presnosťou.
- Obmedzená rýchlosť: Snímače Hallovho efektu majú viac obmedzení z hľadiska maximálnej rýchlosti, pri ktorej dokážu presne snímať polohu.
- Magnetické rušenie: Interné magnety snímačov Hallovho efektu môže ovplyvniť vonkajšie magnetické rušenie, čo v určitých prostrediach znižuje presnosť a spoľahlivosť spätnej väzby.
- Citlivosť na teplotu: Magnetické vlastnosti snímačov Hallovho efektu môžu byť ovplyvnené zmenami teploty, čo si v aplikáciách s veľkými zmenami v teplotnom rozsahu môže vyžadovať dodatočnú kompenzáciu alebo kalibráciu.
ZHRNUTIE
Optické enkodéry a snímače Hallovho efektu sú obľúbené možnosti na čítanie polohovej spätnej väzby, no musíme si uvedomovať ich rozdiely, najmä výhody a nevýhody. Pri voľbe medzi optickými enkodérmi a snímačmi Hallovho efektu je dôležité nájsť vhodnú rovnováhu medzi presnosťou, odolnosťou, zložitosťou a cenou, ktorá vám bude najviac vyhovovať.
Ako jeden z popredných dodávateľov elektrických lineárnych aktuátorov ponúka Progressive Automations flexibilitu, kvalitu, podporu a terénne skúsenosti na špičkovej úrovni, aby splnil všetky vaše potreby. Ak máte ďalšie otázky k našej ponuke, neváhajte nás kontaktovať! Sme odborníci v tom, čo robíme, a chceme sa uistiť, že nájdete najlepšie riešenie pre svoju aplikáciu.
sales@progressiveautomations.com | 1-800-676-6123
