انکودر خطی

انکودر خطی چیست

انکودر یک تجهیز الکترومکانیکی است که می‌تواند حرکت مکانیکی (حرکات خطی یا دورانی) را به پاسخ الکتریکی تبدیل کند. این پاسخ الکتریکی می‌تواند سیگنال دیجیتالی ۰ یا ۱ باشد. انکودر عکس دیکودر عمل می‌کند.

انکودرها کاربرد گسترده‌ای در صنعت دارند. به عنوان نمونه می‌توان به کاربرد آن‌ها در صنعت نساجی، دستگاه‌های CNC و تولید رنگ، دستگاه‌های بسته‌بندی و صنعت خودرو اشاره کرد.

دسته بندی انکودرها

انکودرها از جنبه‌های مختلفی قابل دسته‌بندی هستند. یکی از این دسته‌بندی‌ها بر اساس نوع ساختمان آن‌هاست. برا این اساس انکودرها به دو دسته‌ی زیر تقسیم می‌شوند:

• انکودر خطی
• انکودر دورانی

انواع انکودر خطی

انکودر خطی ، حسگر یا مبدلی است که با یک مقیاس که موقعیت را کد می‌کند، همگام سازی شده است. حسگر، مقیاس را می‌خواند تا موقعیت کد شده را به یک سیگنال آنالوگ یا دیجیتال تبدیل کند. تکنولوژی انکودرهای خطی شامل خواص اپتیکی، مغناطیسی، القایی، خازنی و جریان جاری می‌شود.

کاربرد اصلی انکودر خطی

به طور کلی انکودرهای خطی در ۲ زمینه‌ی اصلی کاربرد دارند. یکی اندازه‌گیری و دیگری سیستم‌های حرکتی. ابزار دقیق ماشین‌کاری مانند کولیس، ماشین‌های اندازه‌گیری مرحله‌ای(CMM)، دستگاه‌های CNC و ساخت استپ موتور های با بیش از یک کنتاکتور استفاده می‌شود.

انواع انکودرهای خطی دارای مقیاس

• انکودر خطی اپتیکی(نوری)

می‌توان گفت انکودر خطی، دقیق‌ترین نوع انکودر‌ها است که در اتوماسیون‌های صنعتی استفاده می‌شود. هنگام نصب انکودرهای نوری باید از داشتن محافظ اضافه‌ی آن‌ها برای جلوگیری از آلودگی به وسیله‌ی گرد و غبار، ارتعاش و دیگر آلودگی‌های معمول محیط‌های صنعتی، اطمینان حاصل کرد. منابع نوری قابل استفاده برای انکودرهای نوری شامل چراغ های مادون قرمز، LEDهای قابل مشاهده، چراغ های مینیاتوری و دیودهای لیزری می‌شود. انکودرهای اپتیکی، نور دریافت شده را به خروجی سینوسی تبدیل می‌کنند. سپس این سیگنال‌های پاسخ با یکدیگر ترکیب شده و به صورت دو سیگنال سینوسی متقارن که دارای اختلاف فاز ۹۰ درجه هستند، در خروجی، به عنوان پاسخ نهایی قرار می‌گیرند.

• انکودر خطی مغناطیسی

این نوع از انکودرها نسبت به انکودرهای خطی مقاومت بهتری دارند و در محیط‌هایی با آلودگی‌های صنعتی، لرزش یا محیط‌هایی با رطوبت بالا بهتر عمل می‌کنند. اما دقت کمتری نسبت به انکودرهای خطی دارند. انکودرهای خطی مغناطیسی با استفاده از معیار فعال (مغناطیسی) یا غیرفعال (با مقاومت مغناطیسی متغیر) کار می‌کنند.

• انکودر خطی خازنی

این انکودرها مجهز به حسگرهایی هستند که ظرفیت الکتریکی خازن بین خواننده و مقیاس از پیش تعیین شده را اندازه‌گیری می‌کنند. البته این نوع انکورد معایبی نیز دارد. یکی از معایب آن حساسیت زیاد نسبت به ناهمواری است که می‌تواند موجب تغییر گذردهی نسبی شود.

• انکودر خطی القایی

تکنولوژی انکودرهای القایی به گونه‌ای است که در حضور آلاینده‌ها خوب عمل می‌کنند. یکی از کاربردهای اصول اندازه‌گیری القایی در اینداکتوسین‌ها (سنسور القایی) دیده می‌شود. سنسور القایی سنسورهایی برای اندازه‌گیری هستند که علاوه بر اندازه‌گیری خطی دارای موقعیت سنج زاویه‌ای نیز می‌باشند.

• انکودر خطی جریان جاری

نمونه‌ای از این انکودرها از مقیاس کد شده‌ای با نفوذ پذیری کم یا زیاد و یا از مواد غیرمغناطیسی استفاده می‌کنند که با نظارت بر تغییرات القایی یک مدار AC که شامل یک سنسور کویل القایی است، شناسایی و رمزگشایی (decode) می شود.

انکودرهای خطی بدون مقیاس

• سنسور تصویر نوری

اساس کار این سنسورها روش همبستگی تصویر است. این سنسور یک مجموعه تصویر را از یک سطح اندازه‌گیری شده دریافت می‌کند و تصاویر را از نظر جابه‌جایی با یکدیگر مقایسه می‌کند. انجام این کار برای رزولوشن‌های کوچک تا ۱ نانومتر امکان‌پذیر است.