Трехканальные шифраторы. 
Основы функционирования систем сервиса. В 2 ч. Часть 1

Трехканальные шифраторы приращений в дополнение к квадратурным сигналам Л и В формируют за один оборот вала один импульс I (Index). Этот импульс обычно принимают за начало отсчета и используют для сброса счетчика при измерении углового перемещения. В результате показания счетчика соответствуют углу поворота вала относительно определенного начального положения.

Рис. 10.19. Выходные сигналы двухканального шифратора приращений с повышенной разрешающей способностью.

Для обработки квадратурных сигналов датчиков используются специализированные микросхемы.

Шифраторы приращений успешно используются для измерения линейной скорости движения. При этом они конструктивно дополняются мерными колесами, осуществляющими преобразование линейного перемещения в угловое. При известном радиусе мерного колеса R линейная скорость V легко вычисляется по угловой скорости — V = wR.

Датчики положения

Датчики положения используются для контроля положения и перемещения механизмов, в задачах определения уровня, измерения расстояния, в следящих электроприводах и в различном технологическом оборудовании. Первичные преобразователи датчиков положения, рассмотренные выше, используют самые разнообразные физические принципы. В электрическом приводе активно используются наиболее точные оптоэлектронные датчики, известные как абсолютные шифраторы.

Абсолютные шифраторы.

Оптоэлектронный абсолютный шифратор осуществляет преобразование углового положения вала в двоичный код и по своему устройству очень похож на шифратор приращений. В отличие от шифратора приращений он имеет значительно больше дорожек на кодирующем диске. Количество дорожек определяется разрядностью преобразования.

Прозрачный кодирующий диск 1 абсолютного шифратора (рис. 10.20) разделяется на сектора. Каждый сектор, в свою очередь, разделяется на отдельные концентрические дорожки. Сектора кодируются, и код сектора наносится на дорожки в виде последовательности непрозрачных меток. Оптоэлектронная система абсолютного шифратора состоит из источников света 2 и фотоприемников 3, расположенных напротив каждой дорожки. В любой момент времени она обеспечивает считывание двоичного кода, соответствующего угловому положению вала.

Рис. 10.20. Абсолютный шифратор:

1 — кодирующий диск; 2 — источник света; 3 — фотоприемники; 4 — ось вращения При кодировании дорожек обычно используется код Грея, в котором две соседние кодовые комбинации отличаются только одним битом. Это позволяет избавиться от погрешности, вызванной неоднозначностью считывания кода на границе секторов. Выходные данные шифратора могут быть также представлены в коде Грея, обычном двоичном коде или двоично-десятичном BCD-коде. Для преобразования кода Грея в нужный выходной код схема абсолютного шифратора содержит соответствующий преобразователь кода.

Общее число комбинаций на кодирующем диске выбирается равным степени числа 2. При пяти дорожках, показанных на рис. 10.20, число кодовых комбинаций равно 2⁵ = 32. В современных однооборотных шифраторах число дорожек — не более 13, что обеспечивает 2¹³ = = 8192 отсчета на один оборот диска.

Для повышения точности измерения шифраторы изготавливаются многооборотными. В корпусе датчика устанавливается встроенный редуктор, позволяющий обнаружить до 4096 оборотов. Поэтому полная разрядность многооборотного абсолютного шифратора уже достигает 25 бит, общее число кодовых комбинаций при этом равно 2²⁵ = 33 355 432.

Точность измерения угла при этом достигает 360 -60−60/33 554 432 ~ «0,04 с.

Данные с выхода абсолютного шифратора могут быть считаны в любой момент времени. При отключении и последующем включении датчика информация не теряется.