Датчик угла поворота

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Абсолютный многооборотный (4096 оборотов) ДУП (8192 положения на оборот)

Датчик угла поворота (сокр. ДУП) — устройство, предназначенное для преобразования угла поворота вращающегося объекта (вала) в электрические сигналы, позволяющие определить угол его поворота. Датчики угла поворота имеют множество применений. Они широко применяются в промышленности (в частности в сервоприводах), в роботостроении, в автомобилестроении (например для определения угла поворота рулевого колеса), в компьютерной технике (для определения угла поворота колеса компьютерной мыши) и т.п.

ДУПы подразделяются: по способу выдачи информации на накапливающие (инкрементные) и абсолютные (позиционные); по принципу действия на оптические, резистивные, магнитные, индуктивные, механические; по допустимому углу поворота вала на ДУПы с ограниченным диапазоном работы и ДУПы с неограниченным диапазоном работы.

Накапливающие и абсолютные датчики угла положения[править | править вики-текст]

Датчик угла поворота
Выходы «синус» и «косинус» инкрементального энкодера

Накапливающие ДУПы, на выходе формируют импульсы, по которым принимающее устройство определяет текущее положение вала путем подсчета числа импульсов счётчиком. Сразу же после включения накапливающего ДУПа положение вала неизвестно. Для привязки системы отсчета к началу отсчёта инкрементые датчики имеют нулевые (референтные) метки, через которые нужно пройти после включения оборудования. К недостаткам такого типа датчиков угла положения также относится то, что невозможно определить пропуск импульсов от ДУПа по каким-либо причинам. Это приводит к накоплению ошибки определения угла поворота вала до тех пор, пока не будет пройдена нуль-метка. Для определения направления вращения применяются два измерительных канала («синусный» и «косинусный»), в которых идентичные последовательности импульсов (меандр) сдвинуты на 90° относительно друг друга.

Абсолютные ДУПы выдают на выходе сигналы, которые можно однозначно интерпретировать как угол поворота вала датчика угла. Датчики угла этого типа не требуют привязки системы отсчёта к какому-либо нулевому положению.

Оптические датчики угла поворота[править | править вики-текст]

Оптические ДУПы имеют жёстко закреплённый на валу стеклянный диск с оптическим растром. При вращении вала растр перемещается относительно неподвижного растра, при этом модулируется световой поток, принимаемый фотодатчиком. Абсолютные оптические датчики угла — это датчики угла поворота, в которых каждому положению вала соответствует цифровой выходной код, который наряду с числом оборотов является основным рабочим параметром датчика. Абсолютные оптические ДУПы, так же как и накапливающие, считывают и фиксируют параметры вращения оптического диска.

Магнитные датчики угла поворота[править | править вики-текст]

Магнитные ДУПы регистрируют прохождение магнитных полюсов вращающегося магнитного элемента непосредственно вблизи чувствительного элемента, преобразуя эти данные в соответствующий цифровой код или сигнал.

Магнитный ДУП

Механические и оптические ДУПы с последовательным выходом[править | править вики-текст]

Содержат диск из диэлектрика или стекла с нанесёнными выпуклыми, проводящими или непрозрачными участками. Считывание абсолютного угла поворота диска производится линейкой переключателей или контактов в случае механической схемы и линейкой оптронов в случае оптической. Выходные сигналы представляют собой код Грея, позволяющий избавиться от неоднозначности интерпретации сигнала. Основным недостатком механического ДУПа является дребезг контактов, который может приводить к неправильному подсчету и определению направления вращения. Оптические и магнитные ДУПы лишены данного эффекта.

Примечания[править | править вики-текст]

См. также[править | править вики-текст]


Ссылки[править | править вики-текст]