Принцип действия преобразователей линейных перемещений

В основу работы преобразователей линейного перемещения (рис. 2.58) положен метод оптоэлектронного сканирования штриховых растров. При относительном перемещении шкалы 1 и анализатора 3 сопряжения регулярного растра шкалы с растрами анализатора модулируют проходящий через них потоки излучения, воспринимаемые соответствующими фотоприемниками. Растровая шкала содержит две параллельные информационные дорожки: регулярного растра и референтных меток.

Рис. 2.58. Устройство импульсного энкодера линейного перемещения:
1 – шкала; 2 – плата фотоприемников (кремниевые фотодиоды);
3 – растровый анализатор (пластина индикаторная);
4 – плата осветителей (инфракрасные излучатели)

Растровый анализатор содержит 4 окна инкрементного считывания и окно референтной метки Б. Названные выше 4 окна позиционно согласованы с дорожкой регулярного растра шкалы. Шаги растров в окнах равны шагам регулярного растра шкалы (20 мкм или 40 мкм). При этом в каждой паре окон растры смещены друг относительно друга на величину, равную половине их шага, а взаимный пространственный сдвиг растров между парами окон составляет четверть шага растров. Последовательно с растровыми окнами расположено прозрачное окно. Референтная метка Б позиционно согласована с дорожкой референтных меток шкалы (рис. 2.59).

Рис. 2.59. Шкала импульсного энкодера линейного перемещения

Считывающий узел (считывающая головка) преобразователя перемещений решает задачу реализации оптических растровых и кодовых сопряжений, информативно соответствующих величине линейного перемещения, а также задачу считывания, обработки и анализа текущих значений оптически информативных параметров указанных сопряжений.

Конструктивно первую задачу решает каретка, жестко связанная с анализатором, находящаяся через подшипники качения в постоянном контакте со шкалой, что делает возможным относительное перемещение шкалы и анализатора. Вторую задачу реализуют платы фотоприемников 2 и осветителей 4, установленные на ту же каретку, и плата электрической схемы выделения и обработки информации о перемещении, расположенная в корпусе считывающей головки. Плата осветителей содержит шесть излучающих диодов, обеспечивающих засветку соответствующих окон анализатора, и пространственно согласованных с ними приемных площадок шести фотодиодов платы 2.

Основные параметры, необходимые для выбора энкодера:

количество импульсов на оборот (обычно от 1 до 5000);

количество бит для абсолютных энкодеров (обычно 10, 12, 13, 25);

диаметр вала или отверстия под вал;

тип выходного сигнала (HTL, TTL, RS422, двоичный код и код Грея, SSI, Profibus DP, CAN и др.);

напряжение питания;

длина кабеля и тип разъёма;

дополнительные требования по крепежу (необходимость муфты, монтажного фланца, крепёжной штанги и др.).

Сейчас все большее распространение получают энкодеры с полым валом – их легче устанавливать, удобнее настраивать и обслуживать. Нужно отметить, что срок службы энкодера при правильном монтаже и подключении должен составлять не менее 50 000 часов, т.е. почти 6 лет.