探寻绝对值编码器步进电机的精度

随着技术的进步,编码器已成为占主导地位的旋转和线性位移测量装置。今天,它在北美和亚洲占主导地位,而分解器仍然占据着欧洲。

绝对值编码器步进电机已经存在很长时间了,因为有时会认为它们是位移测量的标准。但是,旋转变压器技术实际上是60年代和70年代初闭环控制应用的位置信息的主要来源。

在上世纪60年代后期,工业界发现了如何在小型玻璃圆盘上精确刻蚀线条的方法,当通过机器力学进行平移时,足以在0.01范围内进行测量。随着技术的进步,绝对值编码器步进电机成为主要的旋转和线性位移测量装置。如今,编码器技术在北美和亚洲占主导地位,而分解器在欧洲仍然占有重要地位。

拥有一个新的位置跟踪系统,用于垂直升降机构,例如电梯。PosiTrack的U形读取头以光学方式扫描唯一编码的导轨以确定位置。内部微处理器将48个发送器/接收器LED阵列状态转换为19位代码,在1,070 ft的行程范围内提供0.8 mm的位置分辨率。通过RS-485或同步串行接口(SSI)进行通信,或者可以将其转换可以使用P + F接口访问几乎所有标准网络总线协议。PosiTrack读取头无需校准。

在关键应用中,监控光源强度非常关键。在影响系统完整性之前,PosiTrack读取头会提供维护控制信号。PosiTrack的滑轨/读取头对齐公差和针对滑轨规则不规则的内部补偿可最大程度地延长系统正常运行时间,P + F产品经理Marcel Ulrich说。连续提供详细的系统诊断代码,因此控制器与验证系统运行状况的距离不会超过几毫秒。

MTS Systems(MTS)最近通过R系列EtherCat传感器扩展了Temposonics智能传感器。该传感器基于波导技术而构建,可与一到五个位置磁体一起使用,并可针对位置,速度和加速度进行定制。据称,基于100 µs的传感器更新速率,位置分辨率精确到1 µm,速度达到0.2 mm / s,与行程无关。非线性校正选项允许精度达到+/- 0.02 mm。

高精度应用中的另一种选择是电感增量编码器技术。尽管最初需要更精确的制造和组装操作,但结果是位置测量功能非常小。AMO开发了涉及扫描高精度刻度的技术,该技术通过光刻在不锈钢环上进行蚀刻,以进行旋转编码,或者在平板上进行线性测量。此过程允许最小光栅间距为1 mm。

绝对值编码器步进电机的工作原理与变压器相同,但磁芯运动。传感头线圈沿测量方向对齐,并使用微多层技术精确蚀刻在基板上。每个线圈由多个绕组组成,一组产生正弦波输出,另一组产生余弦。

在运动过程中,传感头和光栅尺之间在测量方向上的相对角运动会改变各个线圈的互感,从而产生正弦和余弦信号。产生的信号可以非常精确,并且可以抵抗环境影响。然后,通过专用ASIC对信号进行调节和转换。据称与理想正弦波形的偏差小于0.1%。

为了使用该技术创建坚固耐用的编码器组件,需要精确焊接线性刻度尺并将其连接到精密的圆周环上。

由于感应线圈位于柔性基板上,因此磁头实际上可以适应任何直径。结果是空心轴编码器可以以高达23,000 rpm的速度使用,并且在使用数字插值技术时可提供0.25 µm的分辨率。

Sick Stegmann是用于编码器接口的SSI通信标准的创建者之一。该公司最近发布了带有USB连接和编程软件的DRS61 CoreTech增量式编码器,可以对编码器进行编程,以每分辨率(PPR)1到8,192个脉冲和参考脉冲的宽度进行。??这种灵活的可编程性为用户提供了一种单一类型的编码器,该编码器可以在任何时间,任何位置,针对任何应用进行编程。美国Sick Stegmann总裁Scott Hewitt说:“客户可编程性对于最终用户,OEM,顾问,系统集成商和自动化分销商来说是一个特别有吸引力的功能。”

可编程绝对值编码器步进电机起关键作用的应用是在计算机控制的纺织机中。这些机器的编码器信息用于三种功能:主轴的主传感器,驱动器的速度调节以及穿线计算机的位置控制。

 

 

 

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