Конструктив и применение энкодеров

Энкодер — прибор позволяющий преобразовывать угол вращения вала (или другого объекта) в электрический сигнал, который позволяет определить угол поворота вала. 
Преобразователи угловых перемещений широко применяются во всех отраслях промышленности, и являются неотъемлемой частью систем автоматизации производственных процессов. 
На сегодняшний день, энкодеры можно поделить на два типа - инкрементальные и абсолютные. 
Самым простым читаются инкрементальные преобразователи, они показывает определенное кол-во импульсов за 1 оборот вала (оси). Абсолютные преобразователи дают возможность в любой момент определить текущий угол поворота вала, также после перебоя с электропитанием. Существуют также многооборотные абсолютные преобразователи, со встроенной памятью, что позволяет подсчитать и запомнить кол-во полных оборотов вала (оси). 
По принципу действия преобразователи угла поворота (энкодеры) делятся на несколько типов: 
- оптические;
- резисторные;
- магнитные.
Каждый из типов может работать через обычную промышленную сеть, так и через шинный интерфейс. Благодаря универсальности, надежности и точности энкодеров, их доля в применение подобного типа устройств, все время растет, они уже вытеснили сельсины. 
Конструктивные особенности и принцип действия энкодера
Инкрементальные преобразователи угловых перемещений вала

Предназначены для определения угла поворота вала(оси). Инкрементальный энкодер создает последовательные импульсные цифровые коды, в которых содержится информация относительно угла поворота вала (или другого объекта). Рабочим параметром является число импульсов за произведенный полный оборот вала (оси). При мгновенном определении угла поворота, подсчитываются импульсы от старта. При вычислении угловой скорости, процессор, который находится непосредственно в тахометре, дифференцирует число импульсов во времени, таким образом показывает число оборотов в минуту. Двухканальный выходной сигнал, где идентичные по последовательности импульсы перевернуты относительно друг друга на 90 градусов (так называемые парафазные импульсы), благодаря чему можно определить направление вращение оси или другого объекта. Наличие цифрового выхода нулевой отметки, позволяет в любой момент рассчитать абсолютное положение объекта. 

Абсолютный преобразователь угла перемещения оси (вала). 
Более усовершенствованный вид энкодеров. Принцип работы оптических и магнитных энкодеров, заключается в подсчете числа шагов вала, другими словами количество уникальных кодов на 1 оборот, и кол-во оборотов, при этом остается простота установки и не требуется инициализация датчика. Благодаря принципу действия, при потере питания абсолютные энкодеры не теряют свои позиции (значения). 
Абсолютные энкодеры имеет несколько типов выходного сигнала:
- код Грея;
- параллельный код;
- интерфейс Profibus-DP;
- нтерфейс CANopen;
- интерфейс DeviceNet;
- интерфейс SSI;
- интерфейс LWL.

Абсолютный преобразователь, выполняет уникальную кодировку импульса для каждой позиции оси. В абсолютном энкодере не используется счетчик импульсов, необходимость в нем отсутствует, т. к. угол поворота всегда известен. Сигналы формируются во время вращения, так и в режиме покоя оси. Рабочий диск абсолютного энкодера, в отличии от пошагового имеет несколько концентрических дорожек. Каждая дорожка формирует свой собственный, уникальный двоичный код для каждой позиции оси. Благодаря этому, при потере питания энкодер не сбивается, и при начале работы не требуется возвращение на нулевую отметку. Помехи на энкодер не влияют, благодаря чему не требуется точная установка оси. 
Также при невозможности считывания сигнала энкодером, например из-за быстрого вращения оси, значения будут зарегистрированы после снижения скорости. Также абсолютный энкодер имеет защиту от вибраций.
Ниже приведен список мировых лидеров по производству энкодеров: 
Компанией Sick разработана целая линейка энкодеров: 
- инкрементальные энкодеры DFS, DGS, DBS, DKS, DDS, DKV;

- абсолютные энкодеры ARS, AFS, ATM, A3M, AFM, POMUX KH, LinCoder, TTK, PRF, BTF, PKS, BKS, BCG;

- датчики положения и скорости для сервоприводов SEL, SEK, SKS, SKM, SRS, SRM, SCK, SCL, SRS, SRM, CNS, CKS, VFS, TTK, LinCoder;

- системы измерения объема JEF, VMS200, VMS420, VMS 410, Bulkscan.
Компания Autonics Corporation выпускает следующие энкодеры- инкрементальные энкодеры: E40, E50S, E58, E30S, E60H, E68S, E80H, E100H, ENA, ENC, ENH, ENHP E50S-C, E20S/E20HB, E18S, E15S;
- абсолютный энкодер: ENP, EPM50, EP58, EP50S.

Компания Balluff:
- инкрементальные энкодеры BDG;
- абсолютные энкодеры BR.
Компания Baumer Hubner:
- инкрементальные энкодеры OG6, OG60, HOG60, OG70, HOG70, OG71, HOG71, AHE7, AFE7, HOG75, HOG75K, OG8, HOG8, OG9, OG90, HOG9, HOG9G, FOG9, POG9, POG9G, POG90, HOG10, HOG10G, HOG100, POG10, POG10G, HOG11 (Offshore), HOG11G (Offshore), POG11 (Offshore), POG11G (Offshore), HOG12, HOG131 (Offshore), EGZ14, AG14, HOG16, HOG161, HOG163 (Offshore), HOG165 (Offshore), HOG22, HOG220, HOG28, HG6, HG16, HG18, HG22, HG21, HG211, HML131M, HMC16 (M) + HEAG158V (M), MHGE100B5, MHGE200B5, MHGE400B5, MHGP100B5, MHGP200B5, MHGP400B5, MHGE800B5;

- однооборотные/многооборотные энкодеры AMG10, AMG11, HMG11, AMG81, HMG61, AMG71;

- однооборотные AMG75, MHGA400, MHAP100B5, MHAP200B5, MHAP400B5;

- энкодеры с син-ным вых-м, резольверы OGS60, HOGS60, OGS71, HOGS71, HOGS75, HOGS14, HOGS15, MHGE100B5, MHGE200B5, MHGE400B5, MHGE800B5, MHGP100B5, MHGP200B5, MHGP400B5;

- взрывозащищенные энкодеры Baumer Hubner EExOG9, EExHOG161, EExME12, EExGP0,2 (TG74d).
Компания Datalogic:
- энкодеры ENC41, ENC58, IEP58, OEK-4, AST58-SSI, AMT58-SSI;
- аксессуары к энкодерам DW, MW.
Компания Delta Electronics:
- энкодеры ROE-E, ROE-A, ROE-M, ROE-C.
Продукция компании Eltra:
- серия стандартных энкодеров с валом EL-ER30 E/H/I, EH38 A/B/D, EL-ER40 A/B/C/E/H/I/N/X, EL-ER58 B/C/H/T, EL-ER63 A/D/E, EL-ER63 AX/DX, EX80 A/D, EH90A-EH115 A/R, EL-ER90A - EL-ER115 A;
- линейка сквозных энкодеров и энкодеров с полым валом AF35, EF36 K, EL-ER38 F/G, EL48 C/P, EL-EF49C/P, EH50 FP, EL50 F/G/K, EL50 FA/GA/FP/GP, EF50 F/G/K, EF50 FA/FP/GA/GP, EH - EL53 A/B, EL58 PFA/PFP/PGA/PGP, EL-ER58 - 63 F / G - EL 63 P, EL63 FB / GB / PB / PBF / PC / PCF, EL72 A/B, EH - EF80 C/P/K, EH80 PU, EH80 PFA/PFP, EH - EL 88 P, EH88 PE/PET, EH99, EL120 P;
- магнитные энкодеры EMI22, EMI38 F/G, EMI40 A, EMI55 A/AY, EMI63 A/D, ETMR;
- миниатюрные энкодеры серии EH 17-30 M;
- однооборотные абсолютные энкодеры серий: EA63 AX/DX, EA58 - 63 - 90 – 115, EA58 - 63 - 90 – 115, EA 40 T, EAX 80 A/D, EA63 AX/DX, EA120 P;
- многооборотные энкодеры EAM 58 - 63 - 90 – 115, EAM 58 - 63 - 90 – 115, EAM 63 AX/DX, EAM 63 AX/DX, EAMX 80 A/D;
- магнитные абсолютные энкодеры EMA - EMS 22, EMA 55, EMA 50 A/AY/B/BY, EMA 50 F/FY/G/GY, EAM 36, EA 36, EML 38 F/G, EML 50 A/AY/B/BY, EML 50 F/FY/G/GY.
Фирма IFM electronic:
- энкодеры серий RM, RN, RB, RU, RO.
Компания LENORD+BAUER:
- бесконтактные энкодеры GEL2444T, 2440, 2800, 2448;

- инкрементальные энкодеры с высоким разрешением (до 273,408 имп./об.): series GEL260;

- многоканальные инкрементальные энкодеры series GEL2701, 2710, для ж/д транспорта - GEL2711;

- энкодеры с полым валом и встроенной муфтой series GEL293;

- энкодеры для тяжелых условий применения series GEL2952, 260;

- абсолютные энкодеры series GEL235;

- абсолютные поворотные энкодеры с аналоговым интерфейсом GEL2351;

- абсолютные энкодеры с интерфейсами SSI или CANOpen series GEL2352;

- магнитные абсолютные энкодеры series GEL2035, 2037;

- тандемные энкодеры series GEL290.
Компания Omron: 
- угловые энкодеры E6A2-C, E6B2-c, E6C2-C/E6C3-C, E6F-C, E6H-C, E6C3-A, T6F-A.
Компания Pepperl+Fuchs:
- инкрементальные энкодеры с валом серии 10, 20, 21, 30, RVI58, 60, RVI78, RVI50;
- инкрементальные энкодеры с частично полым валом серии RHI58;
- инкрементальные энкодеры с полым валом серия RHI58, RH60, RH81, RH85.
Компания Pilz: 
- угловые энкодеры (преобразователи) серии PSENenco PSEN tnc m1, eCAM, s1 eCAM, m2 eCAM, s2 eCAM.
Компaния Schneider Electric:
- энкодеры OsiSense XCC серии XCC1406PR03K, XCC1406PR03R, XCC1406PR05K, XCC1406PR05R, XCC1406TR10K, XCC1506PS10Y, XCC1506PS11X, XCC1506PS11Y, XCC1510PS05Y, XCC1510PS10Y, XCC1510PS11X, XCC1510PS11Y, XCC1514TS01Y, XCC1514TSM05Y, XCC1912PS00KN, XCC1912PS05RN, XCC1912PS11RN, XCC1930TS05KN, XCC3510PS84SBN, XCCPM23121L10, XCCPM23121L2, XCCPM23122L5;
Линейные энкодеры Sony Precision:
- серия самых маленьких в мире энкодеров SR118;
- серия SD608-RA с высокой устойчивостью к маслам;
- серия SH10A с шкалой обратной связи;
- серия SH11, SH12 с высокоточной шкалой обратной связи;
- серия SH50 с неподвижной шкалой обратной связи;
- серия SH52 с аналоговой шкалой для обратной связи;
- серия SA55 с батареей для сохранения данных измерения;
- серия SA57 с абсолютной шкалой обратной связи;
- система позиционирования Digiruler серии SL700;
- система Digiruler серии SL331 для общих измерений;
- система Digiruler серии SL130 для загрязненных условий эксплуатации;
- интерполятор серий MJ100, 110, 500, 600, 700;
- энкодер RA510.
Компания Tamagawa Seiki:
- инкрементальные энкодеры OIS28, OIS38 , OIS66, OIS68, OIS128, OIS85, OIS90, MIB0.4 (TS5270), OIH35, OIH48 (TS5200N500), OIH60 (TS5200N400);

- абсолютные энкодеры OAS50 (TS5610), OAS68, OAS66, OAS66 (TS5607N4), SA35 (TS5643N110, TS5667N120, TS5669N220), SI35 (TS5668N20).

Ассортимент продукции TR Electronic:
- абсолютные ротационные энкодеры CMV 36M, C58, AEV-70;

- инкрементальные энкодеры серии IH, ID, AE, I, IE, IO, AE;

- магнитострикционные линейные энкодеры серии LMC55;

- линейные оптические энкодеры LT-S SSI, LT-PI SSI, LT-RV SSI;

- лазерные линейные энкодеры LE-200 SSI, LLB-65 Analog, LLB-500 Analjg+SSI, BE-90 SSI;

- линейное измерение LMP, LMC, LP, LA, LTS, LTG, LTPI, LTRV.
Троссовые энкодеры и приводная техника TR Electronic:
- энкодеры типа SL, WDS, SL ATEX;
- encoTRive - MA025, MP200, MD070, MD300: CANopen DSP 402, Profibus ProfiDRIVE 3.0.
Компания TURCK:
- энкодеры серия P, RA, RM, RS, RMW, PE;

- датчики линейного перемещения серии RI;

- инкрементальные или кодовые датчики угловых перемещений series LI, DW, LTX, WIM.