Lo esencial
Un transductor de impulsos de rueda montado en las tuercas de rueda entrega de 50 a 5 000 impulsos por vuelta, en cuadratura, con un índice. Multiplicados por la circunferencia de rodadura, los impulsos dan la distancia; su cadencia da la velocidad. En un estudio de caso de Michigan Scientific sobre un recorrido de aproximadamente 1,6 km, un encoder dio un error de distancia de hasta 0,22 %; el promedio de dos encoders, uno en cada rueda del eje no direccional, dio 0,0115 %. El error restante proviene de las curvas, donde cada rueda sigue su propia trayectoria, y de una fijación del estator que se mueve.
¿Cuál es la precisión de la distancia dada por un solo encoder?
En el estudio de caso, sobre un recorrido de aproximadamente 1,6 km con una rotonda y un trayecto en zigzag, la distancia dada por un solo encoder presentaba un error de hasta 0,22 %. En una curva, cada rueda sigue su propia trayectoria: un encoder mide la trayectoria de su rueda, no la del vehículo, y el error se acumula a lo largo de una serie de curvas.
¿Por qué promediar dos encoders?
Porque en una curva la rueda exterior recorre una distancia mayor y más rápido que la rueda interior. El promedio de un encoder en cada rueda del eje no direccional, a izquierda y derecha, da la distancia y la velocidad en el centro del vehículo.
- Mismo recorrido: dos encoders promediados dieron un error de 0,0115 %, frente a hasta 0,22 % para uno solo.
- El eje no direccional mantiene la geometría simple; una rueda direccional añade su propio movimiento de giro, que habría que compensar en los datos.
¿Qué da problemas a baja velocidad?
Una fijación del estator con juego añade impulsos que la rueda no ha generado. El estator es la parte fija del encoder; una varilla lo sujeta a la carrocería del vehículo. Si la varilla puede moverse en su soporte, el encoder interpreta ese movimiento como una rotación de la rueda. Se manifiesta a velocidad casi nula y en un cambio de sentido.
- En un estudio de caso de Michigan Scientific, la fijación magnética original, que no sujetaba la varilla en su soporte, daba una ligera oscilación al detenerse y un impulso hacia atrás al soltar el freno. Con la fijación de precisión, que mantiene la varilla centrada, ni los datos ni el vídeo mostraron oscilación.
- La guía sobre el ajuste del estator describe los dos errores procedentes de la forma en que se sujeta el estator, y lo que elimina cada uno.
¿Cómo se registran los impulsos?
En forma de impulsos, mediante cualquier entrada de contador: el encoder tiene cuatro salidas de 0 a 5 V, A y B en cuadratura, el índice I y A⊕B. Para los registradores que no pueden leer impulsos, el acondicionador EC-LV se añade en línea en el cable del encoder y los convierte en dos tensiones analógicas: ± 10 V CC proporcional a la velocidad angular, y 0 a 10 V CC para una posición angular de 0 a 360°. No necesita alimentación adicional, y los impulsos del encoder siguen estando disponibles.
Lo esencial
- 50 a 5 000 impulsos por vuelta, sobre las tuercas de rueda de la rueda existente.
- Un encoder: hasta 0,22 % en la distancia en el caso de estudio. Dos encoders promediados: 0,0115 %.
- Uno por rueda del eje no direccional, a izquierda y derecha.
- Un ajuste del estator sin juego, sobre todo a baja velocidad y en las inversiones de sentido.
- Impulsos, o dos tensiones mediante el EC-LV: velocidad y ángulo.