多ターン回転エンコーダは,単回転 (0°から360°) 内に軸の角位置を測定するだけでなく,精密な電気機械センサーです.しかし,完全な回転の累積数を測定する単回転エンコーダは回転ごとに出力をリセットし,マルチターンエンコーダは絶対角位置と総回転数を提供できるので異なります.より広い範囲で正確な位置フィードバックを可能にする.
先進的な運動制御アプリケーションでは,信頼性の高いシステムモニタリングを達成するために, 360°の軸の角度を1つだけ記録することは不十分です.回転運動が機械的に線形移動と結合しているときマルチループエンコーダは,連続的な絶対位置データを提供できます.複雑な電気機械システムの正確な同期と制御を保証するこの記事では,マルチターンエンコーダー,その動作原理,使用シナリオ,および他の統合考慮事項を含むことをより詳細に議論します.
多ターンエンコーダの機能と利点
シングルコイルエンコーダが359°から0°に転がる時のモニタリングにより,ソフトウェアは全軸の回転を追跡します.この方法は実行可能に見えるかもしれませんが,信頼性の深刻な課題です.採取の省略電気の切断,通信障害,振動による騒音でさえも,アシンクロンな回転速度を引き起こす可能性があります.0°/360°の境界に近い急速な逆転は,しばしばさらにフリップ検出論理を混乱させるフィルタリングやアルゴリズムを大幅に調整しても,ソフトウェアベースのソリューションは依然として正確性の損失に敏感です.
マルチターン絶対エンコーダは2つの重要な機能を統合することで,ハードウェアレベルでこれらの課題を解決します.単回転の細角解像度と,軸の完全な回転速度を追跡するための内蔵タホメーター角度測定は通常,電容性,磁気,または光センサー技術を使用し,計速計は角度データを同期的に更新します.この組み合わせは,堅牢でエラーフリーフィードバックを提供するために外部フリッピング論理に依存することなく,真の絶対マルチターンポジションを提供します.
タコメーター自体は様々な方法で実装できる.機械エンコーダはギアベースのシステムを使用し,磁気設計は通常回転を記録するためにウィーガンパルスエネルギーを使用する.デジタル実装は 連続的な電力に頼っています. 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.
起動時にマルチターンエンコーダを扱う方法
多ターンエンコーダの設計における主要な課題は,保存されたターンを失うことが絶対位置データに影響を与えるため,リセット時に電力を管理することです.この 問題 を 軽減 する ため に は,通常,様々な 技術 的 な 戦略 を 採用 し ます.:
源または制限スイッチ参照 - 起動すると,システムはメカニズムを事前に定義された参照点に駆動し,エンコーダの位置を再起動します.
最新知られた値を保存する - ホストコントローラまたは非揮発性メモリがある場合,システムはシャットダウンする前に最後に記録された角度と回転を保存することができます. 再起動後,シャフトがシャットダウン期間中に動かない限り,これらの値は再適用されます.
メカニカルシャフトロック - 計画的なシャットダウンまたは超低電源状態では,シャフトは回転を防ぐために物理的にロックすることができます.その後,保存されたエンコーダー値は,電源アップ時に有効になります.円滑な回復を実現するこの方法は,特にポータブルまたは電池駆動システムに適しています.
システムレイヤの再起動 - 数回回転を失うことを許容できるアプリケーションでは,外部センサーまたは安全なデフォルト状態を使用して起動時にシステムをリセットして再校正する必要があります.複雑さを減らす,しかし,非重要な位置フィードバックアプリケーションのみに適用されます.
電源切断の際に回転を減らせないアプリケーションでは,組み込みバックアップ電池が最も信頼性の高いソリューションの一つです.この方法は外部の再校正方法や補助センサーに頼らない.短時間または長時間停電後でもエンコーダが電源を供給し続けられるようにします.
電力消費の観点から言えば テクノロジーの選択が重要なのです容量エンコーダー (Same SkyのAMTシリーズなど) の稼働電力消費量は通常80mWのみである.組み込み型および電池駆動型では高効率である.その効率は,バックアップエネルギー貯蔵の消費を最大限に最小限に抑える.蓄電池の容量が過剰な場合でも,長期サポートが可能です..
対照的に,磁気エンコーダの消費電力は通常150〜500mWで,光学エンコーダは通常高解像度またはLEDベースのシステムでは200mWから1W以上を必要とする.この効率の利点は,容量エンコーダを電力制限環境で非常に魅力的にします電気の供給は 極めて重要です