Enkoder inkrementalny – zasada działania, rodzaje i zastosowanie

Enkoder inkrementalny, inaczej zwany enkoderem przyrostowym lub przetwornikiem obrotowo-impulsowym, jest specjalistycznym urządzeniem znajdującym zastosowanie w automatyce przemysłowej. Pełni on funkcję czujnika kontroli ruchu poszczególnych elementów maszyn. Enkoder inkrementalny jest również źródłem informacji diagnostycznych, które umożliwiają szybkie i trafne wykrywanie ewentualnych usterek.

Budowa i zasady działania enkodera inkrementalnego

Bez względu na to, jaki rodzaj enkodera inkrementalnego bierzemy pod uwagę, to w zasadzie składa się on z kilku podstawowych elementów. Przede wszystkim należy tutaj wymienić specjalny wałek, do którego przymocowana jest tarcza kodowa. W dalszej kolejności w skład enkodera wchodzą również dwa łożyska, a także dwa układy – skanujący i elektroniczny. Wspomniana tarcza kodowa może być niklowa, metalowa, szklana, a nawet plastikowa.

Układ optyczny tego urządzenia emituje sygnał elektryczny, który jest w stanie dokładnie zmierzyć położenie, ruch, przesunięcie kątowe i obrót mierzonego podzespołu wchodzącego w skład maszyny, czy też linii produkcyjnej. Powyższe informacje generowane są na tarczy kodowej. Enkodery opisywane są zazwyczaj kilkoma podstawowymi parametrami. Najczęściej podaje się ich rozdzielczość (ilość impulsów na każdy obrót) oraz rodzaj wyjścia (powszechnie stosowane to Push-Pull oraz RS422).

Rodzaje enkoderów inkrementalnych

Zasadniczo wyróżniamy dwa rodzaje enkoderów inkrementalnych. Możemy tutaj wskazać enkodery obrotowe i liniowe. Enkodery liniowe mogą pracować w różnych zakresach rozdzielczości, a za ich pomocą można precyzyjnie mierzyć pozycję i synchroniczność w ruchu liniowym. W enkoderze obrotowym generowane są natomiast impulsy prostokątne. Tego rodzaju czujniki mierzą przede wszystkim ruchy obrotowe. Ze względu na rodzaj zastosowanego czujnika wyróżniamy dwa rodzaje enkoderów obrotowych: optyczne i magnetyczne.

Enkodery optyczne charakteryzuje się bardzo wysoką precyzją pomiarów. Świetnie sprawdzają się do mierzenia falowników i silników o dużej mocy. Najczęściej montowane są w nich tarcze kodowe wykonane ze szkła. Natomiast w przypadku enkoderów magnetycznych trzeba zaznaczyć, że zapewniają one maksymalną stabilność pomiarów w warunkach, gdzie występuje spore nasilenie wibracji, a także duże zanieczyszczenie pyłowe. Odczyt pomiaru dokonywany jest w tym przypadku przy pomocy magnetycznej tarczy kodowej i czujnika Halla.

Zastosowanie enkodera inkrementalnego

Tego rodzaju urządzenia pomiarowe znajdują zastosowanie przede wszystkim w automatyce przemysłowej do pomiarów obrotów podzespołów w różnego rodzaju maszynach, a także liniach produkcyjnych i montażowych. Wspomniany czujnik dokładnie mierzy bowiem prędkość, obrót, przyspieszenie, zmianę położenia oraz kąt. Enkodery świetnie sprawdzają się zatem podczas kontrolowania systemu sterowania ruchem maszyn (np. linie do napełniania pojemników żywnością czy lekami). Z tego względu enkodery wykorzystywane są powszechnie w przemyśle farmaceutycznym, spożywczym czy też kosmetycznym.

Enkodery inkrementalne to skomplikowane czujniki, które umożliwiają dokonywanie precyzyjnych pomiarów ruchu i obrotu istotnych elementów maszyn przemysłowych. Dzięki temu czujnikowi możliwe jest również wykrywanie potencjalnych usterek. Jeżeli chodzi o rodzaje enkoderów, zasadniczo możemy wyróżnić enkodery obrotowe i liniowe.