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Conversione degli impulsi di un encoder in una tensione di velocità e in una tensione di angolo per il sistema di acquisizione dati

  • Velocità angolare
  • Posizione angolare
  • Velocità di rotazione della ruota
  • Senso di rotazione
Trasduttore di impulsi ruota sulla sua piastra al centro di una ruota in lega, mantenuto dal suo dispositivo di ritenuta dello statore
Un trasduttore di impulsi di ruota su un cerchio in lega di serie. Foto Michigan Scientific.

In sintesi

Alcuni sistemi di acquisizione dati non riescono a leggere i treni di impulsi di encoder ad alta velocità. L’EC-LV, un convertitore frequenza-tensione inserito in linea nel cavo dell’encoder, legge la fase A, la fase B e l’impulso di indice e fornisce due tensioni: ± 10 V CC proporzionale alla velocità angolare, e 0 a 10 V CC proporzionale alla posizione angolare su 0 a 360°. Ricava la propria alimentazione dal cavo dell’encoder, e gli impulsi dell’encoder passano fino al registratore.

± 10 V DC
uscita di velocità, alla velocità di fondo scala
0 a 10 V CC
uscita di posizione, per 0 a 360°
5 a 20 V CC
alimentazione, in linea con l’encoder

Catena di misura

L’encoder fornisce impulsi: le fasi A e B in quadratura, che trasportano la velocità e il verso di rotazione, e un impulso di indice I per giro. L’EC-LV li converte in due tensioni lineari. La tensione di velocità raggiunge ± 10 V CC alla velocità di fondo scala, con segno dato dal verso di rotazione. La tensione di posizione sale da 0 a 10 V CC in un giro, a partire dall’indice, e riparte al giro successivo.

L’articolo fornisce le frequenze di aggiornamento: l’uscita di velocità si aggiorna sul fronte di salita della fase B per una velocità positiva e sul fronte di discesa per una velocità negativa, l’uscita di posizione su entrambi i fronti. Con un encoder da 512 impulsi per giro, ciò rappresenta 512 aggiornamenti di velocità e 1 024 aggiornamenti di posizione per giro. Le uscite standard dell’encoder A, B, I e A⊕B passano attraverso il condizionatore, ed è disponibile anche un’uscita seno-coseno di 10 V picco-picco.

Impulsi dell’encoder convertiti in linea in tensione di velocità e tensione di angolo A sinistra, i tre treni di impulsi dell’encoder: A e B in quadratura, e l’indice I una volta per giro. Entrano nel condizionatore EC-LV. A destra, le sue uscite: una tensione proporzionale alla velocità angolare, più o meno 10 volt a fondo scala; una dentatura di sega da 0 a 10 volt per la posizione angolare in un giro; e gli impulsi dell’encoder, trasmessi tali e quali. ABI EC-LV Velocità, ± 10 V CC Posizione, da 0 a 10 V CC Impulsi A, B, I, A⊕B Encoder Nel cavo encoder Verso il registratore
I tre treni di impulsi entrano nell’EC-LV; la tensione di velocità, la dentatura di posizione e gli impulsi escono sullo stesso cavo.

Condizionatore

ModelloCondizionatore in linea per segnali di encoder EC-LV, convertitore frequenza-tensione
Uscita di velocità± 10 V CC alla velocità di fondo scala
Uscita di posizioneDa 0 a 10 V CC per 0 a 360°
Altre usciteimpulsi dell’encoder A, B, I e A⊕B trasmessi tali e quali; seno-coseno, 10 V picco-picco
Regolazionidue interruttori a bilico, verso di rotazione positivo e velocità di fondo scala; due campi di misura di velocità predefiniti, altri su richiesta particolare
Alimentazioneda 5 a 20 V CC dal cavo dell’encoder, 270 mA max; protezione contro l’inversione della tensione fino a 20 V CC
Connettoridue, contrassegnati ENCODER e POWER+SIGNAL
Scatola142 × 94 × 56 mm, 351 g, IP40, da −40 a 100 °C

Procedura

  1. 01

    Collegarlo in linea con l’encoder

    L’EC-LV si inserisce nel cavo di una ruota trasduttore di impulsi o di un collettore rotante con encoder integrato. Nessuna alimentazione separata né cavo supplementare.

    Condizionatore per encoder EC-LV
  2. 02

    Selezionare la velocità a fondo scala

    Uno dei due valori impostati in fabbrica, 1 000 e 1 800 giri/min in standard. La velocità a fondo scala corrisponde a ± 10 V CC. È possibile richiedere valori su misura e una tensione a fondo scala su misura.

  3. 03

    Selezionare il senso positivo

    Il secondo interruttore a levetta determina quale senso di rotazione, orario o antiorario, dà un’uscita positiva.

  4. 04

    Registrare le due tensioni

    Velocità e posizione vanno agli ingressi analogici del sistema di acquisizione dati. Gli impulsi restano disponibili nel punto in cui il sistema li legge.

Encoder

Il trasduttore di impulsi ruota è un encoder ottico montato all’esterno della ruota, ordinabile da 50 a 5 000 impulsi per giro. Dispone di quattro uscite 0 a 5 V che pilotano carichi TTL: A e B in quadratura, un impulso di indice I e A⊕B. L’elettronica frequenza-tensione si trova nel condizionatore, non nell’encoder.

Il condizionatore si usa anche con collettori rotanti in fondo all’albero dotati di encoder integrato. La serie SR/PE512 ha un encoder in quadratura di 512 impulsi per giro con indice, preciso entro 5 minuti d’arco; la serie SR/E60 ha un encoder di 60 impulsi per giro, i cui impulsi al secondo equivalgono ai giri/min.

Risultato

Velocità e angolo sotto forma di due tensioni analogiche che qualsiasi registratore dotato di ingressi analogici può accettare, senza post-trattamento né alimentazione supplementare. Gli impulsi dell’encoder restano disponibili sullo stesso cavo per i sistemi che li leggono.

Domande frequenti

Un condizionatore frequenza-tensione per encoder necessita di un’alimentazione propria?

No. L’EC-LV è alimentato in linea con il cavo dell’encoder, 5 a 20 V CC, 270 mA max.

Gli impulsi dell’encoder restano disponibili dopo la conversione?

Sì. Le uscite A, B, I e A⊕B passano attraverso l’EC-LV, accanto alle due tensioni e all’uscita seno-coseno.

Con quale frequenza viene aggiornata l’uscita di velocità analogica?

Una volta per impulso della fase B, e l’uscita di posizione su entrambi i fronti. Con un encoder di 512 impulsi per giro: 512 aggiornamenti di velocità e 1 024 aggiornamenti di posizione per giro.

È possibile modificare la scala dell’uscita di velocità?

Due velocità a fondo scala sono impostate in fabbrica, 1 000 e 1 800 giri/min in standard, e selezionate con un interruttore a levetta. Altri valori e una tensione a fondo scala su misura possono essere richiesti.

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