Alguna teoría básica del codificador incremental

Los sensores de codificador incremental proporcionan alguna señal de salida del circuito en una sola línea de transmisión. 

El sensor debe conectarse a un controlador.

Un codificador incremental tiene al menos 1 señal de salida de fase 'A' o normalmente 2 señales de salida, denominadas fases 'A' +'B'.Estas 2 señales están configuradas con un desplazamiento de 90°, necesario para detectar la rotación del codificador.Al girar el codificador en el sentido de las agujas del reloj, el pulso 'A' aumenta 90° por delante del pulso 'B', de la misma manera, el pulso 'B' aumenta por delante del pulso 'A' cuando girando la dirección del eje en sentido antihorario.

Además, algunos codificadores incrementales emiten una señal de fase 'Z'.Una vez en cada rotación, esta señal de fase Z aumenta normalmente 90°, exactamente en la misma posición.Esto se puede utilizar como indicador del punto de referencia preciso.

Algunos otros codificadores incrementales también tienen señales diferenciales adicionales, llamadas 'A-', '/B-' y 'Z-'.Estas señales están invertidas de las señales 'A', 'B' y 'Z'.Los controladores pueden comparar cada par ('A' debe ser igual a 'A-' invertida) para asegurarse de que no haya errores durante la transmisión de la señal.

En común, la sensibilidad de transmisión se mejora transmitiendo las señales diferenciales a través de un cable de par trenzado.

Algún diagrama de pulso típico del codificador incremental.

Pulsos por revolución (PPR):

Un codificador rotatorio incremental genera una cierta cantidad de pulsos por revolución.Cuanto mayor sea este número de PPR, menor será el ángulo entre cada pulso.Este número de PPR es fijo para codificadores incrementales normales.

Hoy en día, la mayoría de los codificadores incrementales tienen un controlador de salida Push-Pull (que también se llama HTL) o RS422 (TTL), que han reemplazado a la mayoría de los circuitos de salida más antiguos como Open Collector NPN, Open Collector PNP y Output de voltaje.

A) Salida de señal push-pull (HTL)

Los circuitos Push-Pull (HTL), también conocidos como circuitos Totem Pole, proporcionan un nivel de señal que corresponde al voltaje de suministro aplicado.El voltaje de suministro suele oscilar entre 8 y 30 VCC, o un amplio rango entre 5 y 30 VCC.

Con las conexiones adecuadas, puede utilizar la interfaz Push Pull para reemplazar verdaderos circuitos de colector abierto mediante el uso de un diodo externo conectado de manera que limite la dirección de la corriente.

B) Salida de señal RS422 (TTL)

Los circuitos RS422 (TTL) proporcionan un nivel de señal constante de 5 V que no depende del voltaje de suministro.Se pueden seleccionar dos rangos de tensión de alimentación: de 4,75 a 5,5 VCC (se puede utilizar para reemplazar los controladores de salida de colector abierto) o de 5 a 30 VCC.Utilizando señales diferenciales, la salida cumple totalmente con el estándar RS422.

Las salidas diferenciales tienen la mayor capacidad de respuesta de frecuencia y la mejor inmunidad al ruido. 

Para garantizar esto, el receptor también debe ser un circuito diferencial.

La curva de reemplazo de algunos controladores de salida antiguos

1) Reemplazo del colector abierto PNP (fuente actual)

2) Reemplazo del colector abierto NPN (sumidero de corriente)

Niveles de salida de voltaje:

Una puerta lógica interpreta ciertos voltajes de entrada como altos (1 lógico) o bajos (0 lógico).

TTL (transistor-transistor-lógica): una señal superior a 2 V se interpreta como 1 lógico y una señal inferior a 0,8 V se interpreta como 0 lógico. El voltaje de salida oscila entre 0 y 5 V.

HTL (lógica de umbral alto): una señal superior a 3 V es un 1 lógico y una señal inferior a 1 V es un 0 lógico. El nivel alto de la señal de salida depende del voltaje de suministro.Debido a la mayor diferencia de voltaje entre el 0 y el 1 lógico, la lógica HTL es más inmune a las interferencias y más resistente al ruido eléctrico.

Licenciatura en Electricidad y Mecánica:

El grado mecánico es la rotación real del eje en grados.El grado eléctrico se utiliza para señales eléctricas.El tiempo necesario para completar un ciclo de tensión/corriente alterna se define como 360 grados eléctricos (el°). 

Para encoders incrementales, un ciclo equivale a un pulso completo.Con un PPR determinado, el grado eléctrico se puede convertir en grado mecánico para cualquier codificador incremental.

Cuadratura:

Cada 90 el°, el codificador incremental genera un flanco ascendente o descendente en la salida 'A' o 'B' que puede interpretarse como un conteo.Si un codificador genera 1000 PPR, un contador puede interpretar 4000 cuentas (4 cuentas por pulso).

Ángulo de fase:

El ángulo de fase indica la longitud entre 2 aristas, dada en el°.Este parámetro normalmente se especifica con un valor de ángulo de fase constante definido y un error de ángulo de fase (también llamado error de cuadratura).

Exactitud :

La precisión es el error del ángulo de fase como valor absoluto dado en grados (mecánicos).

Un codificador incremental genera una cantidad definida de pulsos por revolución, de modo que se espera que cada pulso esté en una posición mecánica definida.La desviación máxima entre esta posición ideal y la posición real se llama no linealidad integral.La precisión es un valor importante si el codificador incremental se utiliza para tareas de posicionamiento.

Ciclo de trabajo:

El ciclo de trabajo describe la relación entre el tiempo 'alto' y el tiempo 'bajo' de un codificador incremental.Normalmente esta relación es 50/50, lo que equivale a 180 el° alto y 180 el° bajo.

El rendimiento de los codificadores incrementales aumenta con configuraciones de PPR más altas y velocidades de rotación (RPM) más altas.Esto contrasta con los codificadores ópticos, donde el rendimiento disminuye.La precisión que se indica en nuestras hojas de datos son los valores del peor de los casos; se puede esperar un mejor rendimiento para PPR y RPM más altos.

Respuesta frecuente:

Esta es la frecuencia máxima que el codificador puede emitir a través de las líneas de salida.

Por ejemplo, la frecuencia de un codificador 1024 PPR que gira a 1757 RPM es 300 K Hz (30 000*1024/60 s).

Si todavía tiene dudas sobre la teoría del codificador incremental, comuníquese con nuestro técnico para obtener más ayuda.

correo electrónico: heng@shhxgd.cn