Đối với các kĩ sư trong ngành cơ khí hẳn là không còn xa lạ với khái niệm Encoder. Để làm rõ hơn nữa những đặc điểm của thiết bị này BKAII sẽ cùng các bạn tìm hiểu về khái niệm, cấu tạo, nguyên lý hoạt động và phân loại Encoder nhé!
Encoder là một bộ phận không thể thay thế trong hệ thống sơ đồ cấu tạo của một máy CNC. Có thể hình dung nó được xem như bộ phận công tơ mét ở xe máy hay ô tô. Nó có chức năng đo lường và hiển thị các thông số về tốc độ của máy. Từ đó người sử dụng có thể nắm rõ được các thông số qua hệ thống giám sát của máy tính điều khiển.
Encoder ở các hệ thống điều khiển tự động là bộ phận có chức năng đo lường dịch chuyển thẳng hoặc góc. Đồng thời thay đổi vị trí góc/vị trí thẳng mà nó xác nhận được trở thành tín hiệu nhị phân.
Cấu tạo
Cụ thể thì chúng bao gồm:
- 1 đĩa quay có khoét lỗ gắn vào trục động cơ.
- 1 đèn Led dùng làm nguồn phát sáng.
- 1 mắt thu quang điện được sắp xếp thẳng hàng.
- Bảng mạch điện giúp khuếch đại tín hiệu.
Nguyên lý làm việc của encoder
Khi Encoder chuyển động bộ chuyển đổi sẽ xử lý các chuyển động và chuyển thành các tín hiệu điện. Các tín hiệu này sẽ được truyền đến các thiết bị điều khiển PLC và được xử lý để biểu thị các giá trị cần đo đạt bằng chương trình riêng biệt. Đối với các tín hiệu có ánh sáng chiếu qua hay không có ánh sáng chiếu qua. Người ta vẫn có thể ghi nhận được đèn Led có chiếu qua lỗ này hay không. Hơn thế nữa, số xung đếm được và tăng lên được tính bằng số lần mà ánh sáng bị cắt.
Các loại Encoder
Các bộ mã hóa thường được phân loại theo đầu ra của nó có hai loại tín hiệu đầu ra cơ bản đó là tín hiệu tuyệt đối và tín hiệu tương đối nên cũng phân thành hai loại cơ bản là Encoder tuyệt đối và Encoder tương đối.
Encoder tuyệt đối
- Encoder tuyệt đối (adsolute encoder): tức là tín hiệu ta nhận được từ Encoder cho biết chính xác vị trí của Encoder mà người sử dụng không phải xử lý thêm gì cả.
- Sử dụng đĩa theo mã nhị phân hoặc mã Gray.
- Có kết cấu gồm: bộ phát ánh sáng (LED), đĩa mã hóa (có chứa dãi băng mang tín hiệu), một bộ thu ánh sáng nhạy với ánh sáng phát ra.
- Đĩa mã hóa ở Encoder được chế tạo từ vật liệu trong suốt, người ta đã chia mặt đĩa thành các góc đều nhau cùng các đường tròn đồng tâm.
Ưu điểm: giữ được giá trị tuyệt đối khi Encoder mất nguồn.
Nhược điểm: giá thành cao vì chế tạo phức tạp, đọc tín hiệu khó.
Encoder tương đối
- Encoder tương đối (incremental encoder): loại thiết bị này sẽ phát ra tín hiệu tăng dần hoặc theo chu kỳ, có các đặc điểm như sau:
- Đĩa mã hóa bao gồm một dãy băng tạo xung, thường được chia thành nhiều lỗ bằng nhau và được cách đều nhau.
- Chất liệu có thể là trong suốt để giúp ánh sáng chiếu qua.
- Là Encoder chỉ có 1,2 hoặc tối đa 3 vòng lỗ, và thường có thêm một lỗ định vị.
Ưu điểm: giá thành rẻ, chế tạo đơn giản, xử lý tín hiệu trả về dễ dàng.
Nhược điểm: dễ bị sai lệch về xung khi trả về. Sẽ tích lũy sai số khi hoạt động lâu dài.
Ứng dụng
Ứng dụng về biểu thị tốc độ: Để một máy bơm có thể bơm chất lỏng vào bồn chứa thì cần phải lắp đặt với biến tần. Khi đó chất lỏng được bơm vào bồn phải có tốc độ xác định. Việc encoder kết nối với biến tần có chức năng giúp phản hồi tốc độ thực tế dòng chảy của chất lỏng.
Ứng dụng trong các ngành công nghiệp ô tô: Trong ngành công nghiệp ô tô, encoder được ứng dụng trong việc sản xuất cảm biến chuyển động cơ học. Có khả năng kiểm soát tốc độ.
Điện tử tiêu dùng và thiết bị văn phòng: Bộ mã hoá encoder được coi như một thiết bị dựa trên PC, máy in hay máy quét
Công nghiệp: Encoder được ứng dụng trong công việc dán nhãn, đóng gói và chế tạo máy với bộ điều khiển động cơ đơn và đa trục.
Y tế: Bộ mã hoá encoder được ứng dụng trong máy quét y tế. Không chỉ vậy còn có chức năng điều khiển chuyển động bằng kính hiển vi hoặc nano của các thiết bị tự động và bơm phân phối.
Quân đội: Được ứng dụng trong thiết kế ăng ten định vị
Dụng cụ khoa học: Định vị kính viễn vọng quan sát.
Trên đây là một vài tìm hiểu của BKAII về bộ mã hoá encoder. Có thắc mắc hay cần thêm thông tin các bạn liên hệ BKAII nhé!
Xem thêm:
- Transistor: khái niệm, cấu tạo và phân loại
- Tìm hiểu chung về dòng điện
- Giải đáp về RTU và những so sánh với PLC
- Khái niệm, đặc điểm và phân loại rơ le
"BKAII - Thiết bị truyền thông TỐT nhất với giá CẠNH TRANH nhất!"