Kóðarar útskýrðir: meginreglur, gerðir og iðnaðarnotkun

Yfirlit um kóðara

Kóðari er rafvélabúnaður sem er festur á mótorskafti sem fylgist með og endurnýjar hraða og stöðu mótorsins með því að gefa út stafræna púls. Meginregla þess er sem hér segir: með því að telja púlsana sem umritarinn myndar, getur kerfið reiknað út tilfærslu núverandi stöðu mótorsins miðað við síðustu þekktu stöðuna og þar með sannreynt hvort mótorinn hafi náð nákvæmlega markstöðu.

Grunnbygging kóðara samanstendur af ljósgjafa, diski (kóðadiski) með raufum grafið meðfram brúninni og ljósmóttakara. Þegar kóðadiskurinn snýst ásamt mótorskaftinu, skera raufin stöðugan kyrrstæða ljósgjafann í röð af blikum. Ljósmóttakarinn skynjar þessar breytingar á milli ljóss og myrkurs og breytir þeim í stafræn ferhyrndar-bylgjupúlsmerki, sem síðan eru send til aðalstýringarinnar. Ef upplausn kóðara passar við þrepaupplausn mótorsins mun kóðarinn mynda einn samsvarandi púls fyrir hvert skref hreyfingar hreyfils.

I. Stigvaxandi kóðarar

1. Vinnureglur og úttaksmerki

Stigvaxandi kóðari virkar með því að búa til röð púlsa meðan á hreyfingu stendur. Kóðadiskurinn hans hefur jafndreifðar raufar. Þegar skaftið snýst, skynjar fastur ljósafmagnstæki breytingarnar á sendu ljósi og gefur frá sér samfellda púlsröð. Staðlað stigvaxandi kóðari gefur venjulega tvö ferhyrndar-bylgjumerki með 90 gráðu fasamun (rás A og rás B), þekkt sem „ferningsmerki“. Fasasambandið milli þessara tveggja merkja er notað til að ákvarða snúningsstefnu nákvæmlega.

2. Afstæðisupplýsingar um stöðu og afl-tapsvandamál

Stigvaxandi kóðari gefur úthlutfallsleg tilfærslaupplýsingar frekar en algera stöðu. Eftir að kveikt er á kerfinu byrjar kóðarinn að telja og gefa út púlsa og ytri teljari eða stjórnandi safnar þessum púlsum til að reikna út núverandi stöðu. Hins vegar, þegar rafmagn tapast, stöðvast púlsframleiðsla, og ef ytra geymt talningargildi hefur ekki varaafl mun það tapast. Eftir að afli er komið aftur á getur kóðarinn ekki sjálfkrafa vitað núverandi skaftstöðu og talningargildið byrjar aftur frá núlli.

3. Nauðsyn heimsendingar (aftur í tilvísun)

Vegna ofangreindra eiginleika verða kerfi sem nota stigvaxandi kóðara að framkvæma „heimsókn“ í hvert skipti sem þau ræsast eða endurræsa eftir rafmagnsleysi. Þessi aðgerð knýr venjulega mótorinn til að hreyfa sig þar til forskilgreindur líkamlegur viðmiðunarpunktur er ræstur, eins og takmörkunarrofi, segulrofi eða Z-fasavísispúls á kóðara disknum. Þegar þessi punktur hefur fundist, endurstillir kerfið eða stillir stöðuteljarann ​​á þekkt gildi, sem þá þjónar sem alger viðmiðun fyrir alla síðari hreyfingu.

4. Kostir, gallar og forrit

Kostir:Tiltölulega einföld uppbygging, lítill kostnaður og mikill áreiðanleiki.
Ókostir:Staðsetningarupplýsingar glatast eftir að straumur-slökkt er og fer eftir heimsendingaraðgerð; -trufluvarnargeta er tiltölulega veik og hávaðapúlsar geta verið ranglega taldir inn í stöðuna.
Lausn:Fyrir forrit sem krefjast stöðuvarðveislu eftir að slökkt er á-orku er hægt að nota vararafhlöðu til að veita afl til afgreiðsluborðsins eða geymslueiningarinnar.

II. Alger kóðarar

1. Kjarnaregla: Unique Absolute Position Encoding

Grundvallareiginleiki algjörs kóðara er að hverri vélrænni stöðu á kóðadiski hans er úthlutað aeinstakur stafrænn kóða. Þetta er venjulega náð með því að framleiða mörg sammiðja kóðaspor á disknum (hvert lag táknar einn tvíundarbita) og nota marga óháða ljósnema. Þess vegna, jafnvel þegar það er kyrrstætt eða slökkt, samsvarar úttaksmerkið beint algeru hornstöðu skaftsins.

2. Staða varðveisla eftir slökkt-og tafarlaust aðgengi þegar straumur-upp

Þar sem staðsetningarupplýsingarnar eru ákveðnar á einkvæman hátt af líkamlegu mynstri kóðadisksins, missir alger kóðari ekki stöðu eftir að slökkt er á-kveikju. Þegar kveikt er á kerfinu aftur getur stjórnandinn strax lesið núverandi algildan staðsetningarkóða án þess að framkvæma neina heimsendingaraðgerð, þannig að „kveikt er á-kveikt og tilbúið-til-notkunar,“ sem bætir ræsingu skilvirkni og öryggi til muna.

3. Einfaldar-beygjugerðir og margar-beygjugerðir

Einhvers-snúningskóðararveita einstakt stöðugildi innan eins 360 gráðu snúnings og henta fyrir notkun þar sem ferðasviðið er minna en einn snúningur.
Multi-snúa alger kóðaraveitir ekki aðeins einstakt gildi innan einnar snúnings, heldur skráir einnig fjölda snúninga í gegnum innri gírkassa eða rafræna talningarbúnað. Þær geta gefið upp algilda heildarstöðu á heimsvísu yfir margar beygjur (til dæmis allt að 4096 beygjur) og henta fyrir langa-staðsetningarforrit.

4. Merki og kostir

Úttakskóði:Grár kóði er almennt notaður, þar sem aðeins einn biti breytist á milli aðliggjandi staða, sem kemur í raun í veg fyrir lestrarvillur.
Geta gegn-truflunum:Staðsetningin er ákvörðuð af tafarlausri lestri kóðadiskamynstrsins, þannig að einstaka rafhljóðpúlsar safnast ekki upp, sem veldur sterku hávaðaónæmi.
Mikið öryggi og sveigjanleiki:Hægt er að staðfesta stöðuna strax þegar kveikt er á-og forðast áhættu sem stafar af því að byrja frá óþekktri stöðu; Hægt er að nota hvaða punkt sem er sem forritanleg tilvísun, sem gerir kerfishönnun sveigjanlegri.

III. Vélrænir alkóðarar (segulgerð)

Þetta er ný tegund af algerri stöðuskynjunarlausn sem byggir á segulskynjunarreglum, sem sameinar afl-slökkt minni og mikið umhverfisþol.

1. Einfaldar-beygjustöðugreiningarreglur

Kjarni þess samanstendur af sérstökum samsettum segli sem festur er í miðju mótorskaftsins (með tvískauta segulmagnaðir í miðjunni og fjölpóla segulmagnaðir á jaðrinum) og samsvarandi segulviðnámsskynjara. Skynjarinn lesáttmiðsegulsviðsins til að fá gróft algjört horn (til dæmis leyst upp í 180 gráður), og skynjar um leiðáfangabreytingaraf útlæga segulsviðinu með mikilli-þéttleika til að fá há-hyrndarupplausn. Með því að sameina þetta tvennt er hægt að reikna út nákvæma-beygjustöðu.

2. Meginregla til greiningar á fjöl-beygjustöðu

Til að ná algerri stöðugreiningu í mörgum-beygjum kynnir kerfið nákvæmni gírlestar. Aðalgírinn er festur á mótorskaftinu og fylgt eftir með röð minnkunargíra með sérstökum tannhlutföllum. Hver gír er búinn eigin segul og skynjara.

Vinnuregla:Þegar mótorskaftið snýst snýst hver gír á mismunandi hraða. Seglarnir á þessum gírum mynda einstaka samsetningu afáfangamunursem tengjast stöðu þeirra. Kerfið skynjar segulflæðisfasa hvers gírs og getur, með því að afkóða þetta sett af fasamunar, ákvarðað á einstakan hátt algera vélrænni stöðu mótorskaftsins á bilinu allt að nokkur þúsund snúninga.
Hönnunareiginleikar:Talning gírtanna er sérstaklega hönnuð þannig að fasamunarsamsetningin endurtekur sig aðeins eftir að hámarksmælanlegum fjölda snúninga er náð (til dæmis 1800 snúningum) og tryggir þar með sérstöðu stöðukóðans. Gírin eru eingöngu notuð til að greina og bera ekkert aflálag. Þau eru gerð úr sjálf-smyrjandi plastefnisefnum, sem tryggir langan endingartíma.

3. Kjarnakostir og umsóknarsviðsmyndir

Engin rafhlaða, varanlegt minni:Staðsetningarupplýsingarnar eru ákvörðuð af líkamlegri stöðu vélrænna gíranna og seglumynstranna og glatast aldrei jafnvel eftir algjört aflmissi.
Mikið umhverfisþol:Með engum nákvæmum optískum íhlutum og fullkomlega lokaðri segulskynjunarhönnun, býður það mun betri viðnám gegn ryki, olíumengun, þéttingu, titringi og ákveðnum hitaáföllum en sjónkóðarar.
Jafnvægi milli kostnaðar og áreiðanleika:Þó að upplausnin passi ef til vill ekki við upplausnina hjá efstu-ljóskóðara, þá gerir öflug uppbygging þess, hár áreiðanleiki og viðhalds-frjáls rafhlaða-laus hönnun það tilvalið val fyrir iðnaðarforrit sem krefjast endingar, öryggis og útrýmingar rafhlöðuviðhalds.

IV. Samantekt og tilvísun í val

Niðurstaða

Fyrir stigmótora með opnum-lykkju eða venjulegum servókerfum,stigvaxandi kóðaraáfram almennt val vegna mikillar kostnaðar-hagkvæmni. Í forritum sem krefjast „kveikt- og tilbúið-til-notkunar,“ mikið öryggi eða flóknar staðsetningaraðgerðir,algjörir kóðarareru ómissandi. Meðal algerra lausna,vélrænir alger kóðararveita verkfræðingum öflugan valkost sem getur einfaldað kerfishönnun og bætt áreiðanleika-til lengri tíma, þökk sérafhlaða-laust varanlegt minniogframúrskarandi iðnaðarþol.