Ein mehrdrehender Drehcode ist ein präziser elektromechanischer Sensor, der nicht nur die Winkelposition einer Welle innerhalb einer einzigen Drehung (0 ° bis 360 °) messen kann,aber auch die kumulative Anzahl der vollständigen Drehungen messenEin Einzelturn-Encoder setzt seine Ausgabe mit jeder Umdrehung zurück, während ein Mehrdreh-Encoder anders ist, da er sowohl die absolute Winkelposition als auch die Gesamtzahl der Drehungen liefern kann,die eine präzise Positionsrückmeldung über einen größeren Bewegungsbereich ermöglicht.
Bei fortgeschrittenen Anwendungen der Bewegungssteuerung reicht es nicht aus, nur einen 360°-Achsenwinkel zu erfassen, um eine zuverlässige Systemüberwachung zu erreichen.Wenn die Rotationsbewegung mechanisch mit einer linearen Verschiebung verbunden istIn den meisten Fällen ist es nicht möglich, die Gesamtumdrehungen zu erfassen, wenn die Antriebssysteme oder große Geräte die Gesamtumdrehungszahl verfolgen.Sicherstellung der präzisen Synchronisierung und Steuerung komplexer elektromechanischer SystemeIn diesem Artikel wird der Multi-Turn-Encoder genauer erörtert, einschließlich seines Arbeitsprinzips, Nutzungsszenarien und anderer Integrationsüberlegungen.
Funktionen und Vorteile von Multi-Turn-Encodern
Durch die Überwachung, wenn der Single-Coil-Encoder von 359° auf 0° gedreht wird, verfolgt die Software die Rotation der gesamten Achse.Auslassungen bei der Stichprobe, Stromausfälle, Kommunikationsfehler und sogar Lärm durch Vibrationen können zu asynchronen Drehgeschwindigkeiten führen.Schnelle Umkehrungen in der Nähe der Grenze von 0 °/360 ° verwirren oft die Flip-Detektionslogik weiterAuch bei umfangreichen Filterungs- und Algorithmenanpassungen sind softwarebasierte Lösungen immer noch anfällig für Genauigkeitsverluste.
Der Multi-Turn Absolute Encoder löst diese Herausforderungen auf Hardwareebene, indem er zwei Schlüsselfunktionen integriert:mit einer Auflösung von nur einem Dreh in feinem Winkel und einem eingebauten Tachometer zur Messung der gesamten Drehgeschwindigkeit der WelleDie Winkelmessung erfolgt in der Regel mittels kapazitiver, magnetischer oder optischer Sensorik, während das Fahrtenthalter die Winkeldaten synchron aktualisiert.Diese Kombination bietet wahre absolute Multi-Turn-Positionen, ohne sich auf externe Flipping-Logik zu verlassen, um ein robustes und fehlerfreies Feedback zu liefern.
Mechanische Encoder verwenden Getriebe-basierte Systeme, magnetische Designs verwenden typischerweise Wiegand-Impulsenergie, um Umdrehungen zu erfassen,Während digitale Implementierungen auf kontinuierlichen Strom angewiesen sind. The latter usually requires careful system design to maintain the continuity of the power supply (usually through backup batteries or software safeguards) in order to keep a record of the number of revolutions during power outages.
Wie man Multi-Turn-Encoder beim Starten verarbeitet
Eine große Herausforderung bei der Konstruktion von Multi-Turn-Encodern ist die Steuerung der Leistung beim Zurücksetzen, da der Verlust gespeicherter Drehungen die absoluten Positionsdaten beeinträchtigen kann.Um dieses Problem zu lindern, werden in der Regel verschiedene Techniken angewandt.:
Ursprungs- oder Grenzschalterreferenz - Bei Aktivierung treibt das System den Mechanismus zu einem vordefinierten Bezugspunkt und initiiert die Position des Encoders neu.
Speichern des letzten bekannten Wertes - Wenn ein Hostcontroller oder ein nicht flüchtiger Speicher vorhanden ist, kann das System den letzten aufgezeichneten Winkel und die Umdrehungen speichern, bevor es heruntergefahren wird.solange sich die Welle während der Stillstandszeit nicht bewegt, werden diese Werte erneut angewendet.
Mechanische Schachtverriegelung - Bei geplanten Abschaltungen oder bei extrem niedrigen Leistungszuständen kann die Schachtphysik verriegelt werden, um eine Rotation zu verhindern.eine nahtlose WiederherstellungDiese Methode eignet sich besonders für tragbare oder batteriebetriebene Systeme.
Systemschicht-Wiederinitialisierung - Für Anwendungen, die ein paar Runden verlieren können, muss das System nur beim Start mit externen Sensoren oder sicheren Standardzuständen zurückgesetzt und neu kalibriert werden.Das reduziert die Komplexität., gilt jedoch nur für nicht kritische Positionsrückmeldungen.
Für Anwendungen, bei denen bei einem Stromausfall keine verlorenen Umdrehungen möglich sind, sind integrierte Backupbatterien eine der zuverlässigsten Lösungen.Diese Methode stützt sich weder auf externe Umkalibrierverfahren noch auf Hilfssensoren., so dass der Encoder auch nach kurzen oder längeren Stromausfällen weiterhin betrieben werden kann.
Aus der Sicht des Stromverbrauchs wird gerade hier die Auswahl der Technologien wichtig.Der Betriebsstromverbrauch von kapazitiven Encodern (wie der AMT-Serie von Same Sky) beträgt typischerweise nur ~ 80 mW, so dass sie für eingebettete und batteriebetriebene Konstruktionen sehr effizient sind.und langfristige Unterstützung ohne übermäßige Batteriekapazität erreicht werden kann.
Im Gegensatz dazu beträgt der Stromverbrauch magnetischer Encoder typischerweise 150 bis 500 mW, während optische Encoder in hochauflösenden oder LED-basierten Systemen typischerweise 200 mW bis über 1 W benötigen.Dieser Effizienzvorteil macht kapazitive Encoder in Leistungsbeschränkten Umgebungen sehr attraktiv, wo jedes Milliwatt entscheidend ist.