新一代位置編碼器進行超慢速運動控制
位置編碼器在許多運動控制應(yīng)用中起著至關(guān)重要的作用，包括:-工業(yè)測試和測量-自動化-安全系統(tǒng)-監(jiān)控系統(tǒng)?！斑\動控制”這個術(shù)語通常給人的印象是一個方向和速度迅速變化的高速系統(tǒng)。而高速動態(tài)運動控制應(yīng)用面臨技術(shù)挑戰(zhàn)，但這也適用于低速。
在現(xiàn)代應(yīng)用中，高變焦光學(xué)系統(tǒng)聚焦20公里外的目標(biāo)是很常見的。當(dāng)目標(biāo)移動時，視野受到限制，所以如果目標(biāo)跟蹤不流暢，就會從視野中消失。例如，如果目標(biāo)在20公里范圍內(nèi)以20公里/小時的速度移動，那么總轉(zhuǎn)速為0.05轉(zhuǎn)/分，這是一個超慢的速度。
為了保證目標(biāo)在視野內(nèi)，當(dāng)目標(biāo)的速度和方向發(fā)生變化時，需要建立并保持較慢的速度。為了管理視野中的中心位置(相當(dāng)于20公里內(nèi)的0.3m)，需要有一個大于或等于200k的編碼點-或一個18位編碼位置。
一、傳統(tǒng)的高分辨率位置編碼器
傳統(tǒng)技術(shù)是在系統(tǒng)電機上使用位置編碼器，并通過連接到電機的減速齒輪箱增加每轉(zhuǎn)的計數(shù)。這也意味著更大的間隙和響應(yīng)更慢的伺服系統(tǒng)。這種類型的系統(tǒng)將具有有限的動態(tài)范圍，并且無法在1公里或更短的距離內(nèi)跟蹤快速移動的物體，因為它缺乏更快旋轉(zhuǎn)速度所需的性能。
多速旋轉(zhuǎn)變壓器、精密光學(xué)或電容編碼器傳統(tǒng)上提供高分辨率（18位）位置感測。精密旋轉(zhuǎn)變壓器價格昂貴，并且由于其體積、重量和精密安裝公差而經(jīng)常出現(xiàn)包裝問題。
同樣，高分辨率光學(xué)環(huán)或電容式編碼器也很昂貴，并且需要精確的機械安裝。與通常非常堅固的旋轉(zhuǎn)變壓器不同，光學(xué)編碼器使用玻璃刻度，因此對沖擊或振動的彈性有限。另外，它們的工作溫度是有限的。光學(xué)和電容設(shè)備會因異物（例如灰塵或冷凝物）而存在可靠性問題。高精度光學(xué)設(shè)備特別容易受到異物的影響，因為它們使用精細的光柵來實現(xiàn)每轉(zhuǎn)的高計數(shù)。
二、新一代電感式位置編碼器
現(xiàn)代方法是在齒輪箱的輸出軸上使用高分辨率位置編碼器。這有助于避免齒隙效應(yīng)，同時最大限度地提高伺服的動態(tài)性能。這種類型的方法最近才被使用，因為高分辨率編碼器曾經(jīng)更昂貴。
大多數(shù)傳統(tǒng)的高分辨率位置傳感技術(shù)都有局限性，因此設(shè)計工程師正在轉(zhuǎn)向一種新型傳感器。這些傳感器可被視為新一代感應(yīng)編碼器，可提供高達每轉(zhuǎn)400萬次計數(shù)（22位）的高分辨率測量。倍加福電感式編碼器使用與旋轉(zhuǎn)變壓器相同的基本物理原理，這使它們能夠在惡劣的操作環(huán)境中提供高分辨率、非接觸式測量。在骯臟或潮濕的條件下工作，設(shè)計工程師可以去除保護光學(xué)或電容式編碼器所需的密封件、襯套或O形圈。
與旋轉(zhuǎn)變壓器中的傳統(tǒng)繞線變壓器結(jié)構(gòu)不同，編碼器使用印刷電路作為其主要組件。這在形狀因數(shù)、低軸向高度和大孔徑方面提供了進一步的優(yōu)勢。該設(shè)計使電纜、軸和管道可以輕松穿過傳感器的中間。位置編碼器提供簡單的電氣接口，具有直流電源和絕對數(shù)字輸出。
