Pokračujeme v díle těch,
kteří byli první.

Aktuální vydání

Číslo 11/2016 vyšlo tiskem
7. 11. 2016. V elektronické verzi na webu od 1. 12. 2016. 

Téma: Rozváděče a rozváděčová technika; Točivé stroje a výkonová elektronika

Hlavní článek
Lithiové trakční akumulátory pro elektromobilitu

Aktuality

Svítící fasáda FEL ČVUT nabídne veřejnosti interaktivní program s názvem Creative Colours of FEL Dne 13. prosince v 16.30 hodin se v pražských Dejvicích veřejnosti představí interaktivní…

Fakulta elektrotechnická je na špici excelentního výzkumu na ČVUT Expertní panely Rady vlády pro výzkum, vývoj, inovace (RVVI) vybraly ve II. pilíři…

Švýcaři v referendu odmítli uzavřít jaderné elektrárny dříve V referendu hlasovalo 45 procent obyvatel, z toho 54,2 procent voličů řeklo návrhu na…

Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze pořádá 25. 11. 2016 den otevřených dveří Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze pořádá 25. listopadu od 8.30 hodin Den otevřených…

Calliope mini – multifunkční deska Calliope mini poskytuje kreativní možnosti pro každého. A nezáleží na tom, zda jde o…

Ocenění v soutěži České hlavičky získal za elektromagnetický urychlovač student FEL ČVUT Student programu Elektronika a komunikace Fakulty elektrotechnické ČVUT v Praze Vojtěch…

Více aktualit

Rotační enkodéry ELTRA

číslo 4/2005

Rotační enkodéry ELTRA

Již déle než patnáct let prodává společnost ELTRA na italském i mezinárodním trhu snímače polohy a elektronické převodníky. Určujícími faktory produktivního růstu společnosti je obezřetná investiční politika, kterou ELTRA uplatňuje, a nepřetržitý průzkum trhu při vývoji nových výrobků. Odborná průprava personálu a úzká spolupráce se zákazníky umožňují dosahovat mnoha stanovených cílů. Společnost ELTRA je tak nyní jedním z nejvýznamnějších výrobců snímačů polohy v Evropě (obr. 1). Zná totiž potřeby zákazníků, a tedy ví, že je žádána především u jejích výrobků spolehlivost. Proto jsou v systému řízení společnosti přesně vymezeny funkce a odpovědnost, a to zajišťuje efektivní organizaci a krátké dodací lhůty.

Obr. 1.

Obr. 1. Snímače polohy ELTRA

Veškeré know-how, nezbytné pro návrh a výrobu vysoce kvalitních převodníků, pochází z vlastní „dílny„ společnosti. To umožňuje lepší kontrolu výrobního procesu a společnost se navíc může velmi flexibilně zapojit do řešení konkrétních problémů a následně nabízet zákazníkům výrobky přesně podle jejich požadavků.

Obr. 2.

Obr. 2. Princip činnosti rotačního enkodéru

Vlastní výrobky jsou podrobovány dlouhodobým zkouškám v náročných podmínkách. Jejich výsledkem je udělení značky evropské kvality CE, kterou nesou všechny firemní snímače. Neustálé zlepšování kvality výrobků je stěžejním bodem strategie společnosti ELTRA, a proto se v roce 1997 společnost rozhodla tento proces podpořit certifikací vlastního systému řízení kvality podle mezinárodní normy ISO 9001. Systém trvalého zdokonalování zajistil snímačům ELTRA udělení certifikátu UL/CSA podle přísných amerických a kanadských předpisů, které jsou uznávány po celém světě. Tento certifikát propůjčuje výrobkům ELTRA znak bezpečnosti a spolehlivosti.

Základ enkodéru – optický disk

Disk je spojen klínem s otočnou spojovací hřídelí enkodéru. Hřídel se tedy otáčí současně s diskem. Světlo vysílané světelným zdrojem (diodou LED), který je umístěn před diskem, může procházet diskem pouze průhlednými okénky; zbývající část disku je černá, tedy neprůhledná, a pohlcuje světlo. Světelné impulsy vytvářené otáčením disku aktivují optický snímač, který je převádí na elektrické impulsy. Ty jsou zesíleny a mohou být dále využity různými vizualizačními a řídicími přístroji. Protože společnost ELTRA disponuje potřebným know-how, vybavením i kvalifikovaným personálem, navrhuje a vyrábí své vlastní optické disky již mnoho let. To umožňuje flexibilně a rychle realizovat dodávky nejen optických disků s libovolným rozlišením, ale i speciálních disků „ušitých na míru„ podle konkrétních požadavků zákazníků.

Obr. 3.

Obr. 3. Inkrementální okénka kanálů A, B a Z na optickém disku

Mechanické díly – vysoká kvalita výroby

Mechanické součásti rotačních snímačů se vyrábějí na strojích řízených počítačem (CNC), které zaručují optimální rychlost i výkon odpovídající vysokým nárokům na kvalitu výrobků.

Vysoce integrovaná elektronika – odolnost proti EMI a otřesům

Pro vlastní snímače vyrábí společnost ELTRA také vlastní spolehlivou elektroniku, která je opatřena stíněním proti vnějšímu elektromagnetickému rušení (EMI) a odolává otřesům pocházejícím z chodu strojů, do nichž jsou snímače integrovány. Tak je zajištěna maximální spolehlivost i v těch nejnáročnějších provozních podmínkách.

Obr. 4. Obr. 4.

Obr. 4. Grafické znázornění lineárních signálů A, B a Z

Princip funkce

Rotační enkodér (snímač) je elektromechanický převodník, který převádí rotační pohyb na sekvence elektrických digitálních impulsů (obr. 2). Vygenerované impulsy je možné používat ke kontrole rotačních, resp. i lineárních pohybů (pokud jsou snímače připojeny k ozubené tyči nebo šneku). Elektrické signály generované při otáčení mohou být dále zpracovány číslicovým řízením počítačem (CNC), programovatelným automatem (PLC), řídicím systémem apod. Mezi hlavní aplikace těchto rotačních snímačů patří především obráběcí stroje, zpracování materiálu, roboty, elektromotory a měřicí a řídicí systémy se zpětnou vazbou. V enkodérech společnosti ELTRA je indikace rotačního pohybu řešena na principu optického snímání. Systém snímání je založen na otáčení disku, který je radiálně rozdělen střídavě na neprůhledná a průhledná okénka. Disk je kolmo osvětlován zdrojem infračerveného světla, které promítá obraz (stín) disku na povrch přijímače. Ten je překryt clonkami, které mají stejnou rozteč jako otvory na disku – tzv. kolimátor. Snímač převádí světelné změny vznikající při pohybu disku na odpovídající elektrické veličiny. Aby bylo u snímače zajištěno generování obdélníkových impulsů bez rušení, musí být elektrický signál zesílen a elektronicky zpracován. Pro zlepšení kvality a stability výstupních signálů se snímá vždy v diferenciálním režimu, kdy se porovnávají dva téměř totožné signály s opačnou fází (tj. fázový rozdíl 180 elektrických stupňů). Snímání rozdílu dvou signálů odstraňuje souhlasné rušení, protože stejné signály libovolného tvaru se vždy překryjí.

Inkrementální rotační enkodéry

Inkrementální enkodér obvykle generuje dva obdélníkové průběhy, vzájemně posunuté o 90 elektrických stupňů, které se nazývají kanál A a kanál B (obr. 3). Zpracováním samotného kanálu A lze získat informaci o rychlosti otáčení, pomocí druhého kanálu je možné podle sekvence stavů generovaných oběma kanály rozeznat i směr otáčení (obr. 4). K dispozici je ještě další signál, nazývaný Z nebo také nulový kanál, který udává referenční (nulovou) polohu hřídele enkodéru. Tento signál je obdélníkový a ve fázi s kanálem A.

Obr. 6.

Obr. 6. Inkrementální okénka kanálů A, B a Z spolu s fázovými okénky kanálů U, V a W na optickém disku

Inkrementální rotační enkodéry s integrovanými komutačními fázemi

Kromě již uvedených tradičních rotačních snímačů se do stejné skupiny řadí také snímače, které v sobě integrují ještě další elektrické výstupní signály. To je právě případ inkrementálních enkodérů s integrovanými komutačními fázemi, které se obvykle používají jako rychlostní zpětná vazba u elektromotorů (obr. 5). Tyto doplňkové signály, které se všeobecně využívají u bezkartáčových komutátorových elektromotorů, simulují funkci Hallových (magnetických) komutačních čidel. U rotačních snímačů ELTRA se tyto impulsy generují opticky a mají podobu trojice obdélníkových impulsů posunutých navzájem o 120 elektrických stupňů (obr. 6). Zmíněné signály potřebuje převodník k přepínání (komutaci) napětí nebo proudu do příslušných fází elektromotoru. Komutační impulsy se mohou během jedné mechanické otáčky hřídele opakovat vícekrát, jejich počet totiž přímo závisí na počtu pólů připojeného elektromotoru. Z tohoto důvodu jsou nabízeny snímače polohy s komutačními fázemi pro čtyřpólové, šestipólové i vícepólové elektromotory.

SCHMACHTL CZ, s. r. o.
Vestec 185
252 42 Jesenice
tel.: + 420 244 001 500
mobil: 606 682 736
http://www.schmachtl.cz