Comparație a înclinometrelor și encoderelor rotative cu un ciclu
Măsurarea absolută a unghiului pe un domeniu de 360° este una din principalele măsurători în multe industrii. În acest articol vom distinge/compara similitudinile și diferențele între encoderele rotative cu un ciclu și înclinometrele (senzori de înclinare pentru măsurare unghi).
Encoderele au evoluat de-a lungul timpului de la encodere incrementale simple la variante mai complexe și precise, cum sunt encoderele absolute multitură. Tehnologia de funcționare a acestora, de asemenea a evoluat, existând variații ale acestor encodere, optice, magnetice și inductive, cu mici diferențe în precizia și acuratețea măsurătorii.
Principiul de bază al înclinometrelor presupune măsurarea unei înclinații față de o suprafață plană. Tehnologia a evoluat încet, de la o mecanică simplă ce utiliza bule de aer sau pendul, la potențiometre adaptate sau măsurători magnetice ale înclinării. În prezent, înclinometrele foarte avansate, cum sunt cele din gama TILTIX de la POSITAL, folosesc tehnologia de măsurare MEMS.
O concepție greșită a fost ca aceste înclinometre nu pot măsura un ciclu complet în domeniul 0 − 359.99°, precum encoderele rotative. Însă, avansul tehnologic a permis ca unii producători să poată realiza înclinometre pentru domeniul de 360°. Prin urmare, se pune problema înlocuirii în anumite aplicații, a encoderelor rotative cu înclinometre de ultimă generație.
Encodere rotative IXARC și înclinometre TILTIX
IXARC Encodere magnetice cu un ciclu
Tehnologia utilizată pentru detecția poziției rotorului în encoderele magnetice este destul de simplă. Un magnet permanent este atașat axului, iar un senzor Hall cu 2 axe este atașat carcasei encoderului. În urma rotirii axului, senzorul Hall măsoară diferențele în campul magnetic și transmite informația sistemului de control. Deoarece encoderele IXARC sunt calibrate individual înainte de expediere, acestea au o acuratețe mult mai ridicată decât a encoderelor magnetice uzuale.
IXARC Encodere optice cu un ciclu
Encoderele optice sunt construite dintr-un ax care are atașat un disc codat, o sursă de lumină infraroșie și o unitate de scanare optică. Discul codat este construit din plastic dur și printat de obicei cu un cod unic pentru fiecare unghi, în alb-negru. Lumina infraroșie generată de o diodă LED trece prin codul de pe acest disc și ajunge pe fotoreceptorul care decodează informația. La fiecare poziție a axului, un număr unic de secvențe ale fotoreceptorului sunt blocate de segmentele opace de pe disc, determinându-se astfel poziția axului cu precizie.
Înclinometre dinamice MEMS
Acest senzor Micro-Electro-Mechanical Systems (MEMS) conține o matrice de electrozi integrată într-un circuit ASIC. Funcționează conform unui model simplificat cu doar doi electrozi, unul fix și unul flexibil, conectat prin elemente elastice. Când înclinometrul este într-o poziție orizontală, se măsoară o anumită valoare a capacității generate. Dacă senzorul este înclinat, electrodul flexibil își va schimba poziția față de cel fix, rezultând într-o modificare a capacității generate de cei doi electrozi, care este măsurată de electronica senzorului. Modificările acestei capacități sunt traduse în unghiuri de înclinare.
Aplicații
Înclinometrele TILTIX MEMS sunt, de exemplu, cea mai bună alegere în aplicații și industrii unde este necesară o rezoluție/acuratețe înaltă pe un domeniu de 360°, iar spațiile reduse și modul de montaj reprezintă o problemă.
Fără niciun dubiu, cea mai atractivă caracteristică a înclinometrelor TILTIX MEMS este construcția compactă și flexibilitatea montajului. Din punct de vedere al costurilor, TILTIX MEMS sunt cea mai bună opțiune și pot fi integrate în multe industrii, cum ar fi construcțiile, roboții industriali, minerit, platforme mobile, industria farmaceutică, panouri solare, utilaje de foraj. Avantajele sunt date și de indicele de protecție mare pentru condiții de mediu dure sau diversele tipuri de ieșiri electrice ale senzorului.
Encoderele optice IXARC au o rezoluție/acuratețe foarte ridicată, cea mai bună performanță dinamică, rezistență mare la temperaturi ridicate, șocuri și vibrații, precum și diverse moduri de comunicare. Aceste caracteristici le recomandă pentru aplicații cu ascensoare, sisteme de control, echipament de apărare, roboți industriali, echipament medical, domeniul auto, acolo unde multiple ieșiri trebuie monitorizate și precizia măsurătorii este importantă. Pe scurt, encoderele optice IXARC sunt necesare în aplicații dinamice de precizie ridicată, unde nu sunt constrângeri legate de costuri, dimensiuni sau personal calificat.
Encoderele magnetice IXARC sunt similare cu cele optice din punct de vedere al caracteristicilor sau aplicațiilor specifice. Diferențele majore le reprezintă tehnologia de măsurare, costurile și dimensiunile. Encodere magnetice robuste sunt disponibile la dimensiuni mai reduse decât cele optice, cu o protecție de până la IP69K. Toate acestea duc la utilizarea encoderelor magnetice în industrii unde este necesară o rezoluție bună, dimensiuni reduse, costuri reduse și moduri de comunicare variate, cum ar fi uși industriale, motoare, mașini în industria alimentară, laminoare, eoliene, industria textilă sau navală.
Concluzie
Pentru detecția unghiului de până la 360°, POSITAL livrează diverse soluții, iar utilizatorul nu trebuie să-și facă griji pentru compatibilitatea ieșirilor electrice, deoarece aceste dispozitive modulare se pot configura cu o varietate de interfețe de comunicare pentru a facilita integrarea în aplicații. Înclinometrele cu o singură axa și encoderele cu un singur ciclu, sunt două dispozitive care măsoară în domeniul de 360°, dar sunt alese conform caracteristicilor și aplicației în care se integrează. Când intră în discuție o aplicație pentru monitorizare multitură, encoderele rotative sunt singura soluție disponibilă. Însă, în cazul aplicațiilor cu un singur ciclu, există întotdeauna opțiunea utilizării înclinometrelor în locul encoderelor rotative.
www.oboyle.ro
Email: office@oboyle.ro
