Accueil > Nouvelles > Contenu

Encodeurs d'angle: comment mesurer l'angle à l'aide du codeur (1)

May 09, 2017

Les encodeurs angulaires mesurent la position de rotation d'une charge par rapport à un arbre ou à un point. Le codeur angulaire fournit une sortie qui correspond au déplacement et le dispositif de lecture (PLC, compteur, etc.) traite ces données dans des lectures angulaires. Il existe trois approches pour mesurer un angle avec un codeur:

  • Mesure d'angle direct avec un codeur monté sur le point de pivotement de la charge

  • Mesure d'angle indirect avec un codeur monté sur la rotation de rotation du moteur

  • Mesure d'angle indirect avec un codeur multi-tours monté le long de la circonférence de la charge


Mesure de l'angle direct en effectuant le suivi de la charge

Pour mesurer le déplacement angulaire de la charge directement, le codeur doit être monté sur le point central de pivotement de la charge. Au fur et à mesure que la charge tourne, l'encodeur relie le signal au périphérique récepteur. Ces données ne contiennent que des impulsions de déplacement (codeur incrémental) ou des positions absolues initiales et finales (codeur absolu). Le dispositif de lecture, qu'il s'agisse d'un lecteur, d'un contrôleur ou d'un type de compteur / dispositif d'affichage, doit traiter les données brutes en des informations utiles.
Angle Encoder Direct Tracking Diagram
Dans le cas d'un codeur incrémental, l'angle α peut être exprimé comme
Incremental Angle Encoder Expression
Où P est égal au nombre d'impulsions et PPR égale les impulsions par révolution

Dans le cas d'un codeur absolu, α peut s'exprimer comme
Absolute Angle Encoder Expression
Où C équivaut à compter et le CPR équivaut à des comptes par révolution.


Mesure de l'angle indirect en effectuant un suivi de l'arbre du moteur

Il est également possible de mesurer le déplacement angulaire d'une charge en surveillant l'arbre du moteur ou une roue dentée. Dans ce cas, nous obtenons les meilleurs résultats en tournant l'arbre du moteur un certain nombre de fois et en le corrélant au déplacement de la charge pour obtenir un facteur de conversion.

Angle Encoder Indirect Tracking Motor Shaft Diagram

Ceci est le cas d'utilisation traditionnel pour un codeur rotatif. Il a l'avantage d'améliorer la performance du moteur grâce à une rétroaction directe. L'inconvénient est qu'il peut ne pas suivre avec précision le mouvement de la charge. La conformité mécanique introduite par les accouplements, les boîtes de vitesses, etc. peut introduire des erreurs comme le contre-courant et l'hystérésis. Le facteur de conversion prend théoriquement cela compte, mais les effets mécaniques peuvent dériver avec le temps.

Mesure indirecte par suivi du bord de la charge

Certaines charges sont incompatibles avec le montage du codeur à pivot central. Les antennes paraboliques, par exemple, doivent être tournées pour pointer dans le sens du signal d'intérêt pour un degré élevé de contrôle. La conception mécanique et la présence de câbles électriques traversant l'arbre central empêchent l'installation d'un codeur au point de pivotement pour surveiller la position directement. Selon le degré de contrôle, un codeur extrêmement haute résolution peut également être nécessaire. La solution consiste à suivre ces dispositifs le long de leur circonférence.
Angle Encoder Indirect Tracking Load Diagram
Dans la méthode circonférentielle indirecte, une roue dentée attachée à un codeur absolu multi-tours s'engage avec la circonférence de la charge pour suivre son déplacement angulaire.

Au fur et à mesure que la bande sur la charge se déplace, elle tourne la roue et le mouvement est enregistré par l'encodeur. Le rapport de réduction de la boîte de vitesses lui permet de délivrer un nombre élevé de rotations pour chaque tour de roue dentée. Ceci offre une résolution finale RF donnée par:
Angle Encoder Load Tracking Resolution Formula
Où RB est le nombre de comptes sur la bande et N est le rapport de réduction de la boîte de vitesses sur l'encodeur multi-tours. Le contact peut consister en une roue dentée dentée engageant avec une bande dentée sur la charge. Alternativement, il pourrait s'agir d'un contact de frottement à partir d'une roue de mesure de codeur ou même d'une ceinture.

Les sources d'erreur incluent les accouplements mécaniques, les retournements de la boîte de vitesses, le dégagement de l'arbre et le décentrage, le glissement de la courroie dans le cas des contacts de frottement et d'autres. Le rapport de réduction élevé de la boîte de vitesses minimise l'effet d'une erreur mécanique. L'exception à cela est le frottement dans l'engrenage et les joints de la boîte de vitesses. Dans ce cas, l'impact du frottement est multiplié par le nombre de virages.