SensorLab senzorika
Otevřít interaktivní verzi →

Tohle je statická kopie kapitoly pro vyhledávače. Interaktivní verze má animované obrázky, kontrolní otázky a tlačítka, která příklad načtou do kalkulačky.

6. Poloha a otáčky

Potenciometr — absolutní, jednoduchý, opotřebovává se

Dělič, jehož střed se posouvá. Výstup je přesně poměrový, takže na napájení nezáleží, a je absolutní — po zapnutí hned víš, kde jsi. Cena: jezdec se otírá a po pár set tisících cyklech začne šumět a vynechávat. Do pomalých a málo cyklovaných věcí (nastavovací prvek, klapka) je ideální; do servopohonu ne.

Inkrementální enkodér — nejběžnější řešení

kanál Akanál Bčítač0směrčtyři hrany na periodu = čtyřnásobné rozlišení
Dva signály posunuté o čtvrt periody. Sám o sobě žádný z nich neřekne, kterým směrem se otáčí — dvojice ano: podle toho, který se změnil dřív. A protože se počítají všechny čtyři hrany, dostane se ze stovky štěrbin čtyři sta kroků. Zdarma, jen tím, že se čte pořádně.

Kotouček se štěrbinami a dvě optické závory posunuté o čtvrt rozteče. Ze dvou signálů se dá přečíst nejen kolik kroků, ale i kterým směrem — a když se počítají všechny čtyři hrany, dostane se čtyřnásobek rozlišení zdarma.

rozlišení = 360°4 · počet štěrbin · převodkvadraturní dekódování
Proč je stavový automat lepší než „počítej hrany na A". Kvadraturní dvojice prochází čtyřmi stavy v pevném pořadí (Grayův kód — mění se vždycky jen jeden bit). Když šum vyrobí zákmit, automat ho vidí jako krok tam a hned zpátky, takže se počet vrátí na původní hodnotu. Naivní počítání hran by napočítalo dva kroky navíc a ztratilo by se natrvalo. Tenhle nástroj má obojí v testech.
Inkrementální znamená relativní. Enkodér ví, kde je vůči místu, kde ho zapnuli. Po každém zapnutí se proto musí najíždět na doraz nebo na referenční značku (kanál Z, jedna štěrbina na otáčku). Když stroj nesmí po výpadku hledat referenci, musí mít absolutní snímač.

Absolutní enkodér — ví to hned

Kotouček s několika stopami, které dohromady kódují úhel binárně. Používá se Grayův kód, kde se mezi sousedními polohami mění vždycky jen jeden bit — jinak by při přechodu z 0111 na 1000 mohly čtyři stopy přepnout nestejně a chvilkově by to ukázalo cokoliv.

Resolver — do prostředí, kde optika nepřežije

Vlastně malý transformátor: rotor je buzený střídavě a dvě statorová vinutí dávají napětí úměrná sinu a kosinu úhlu. Absolutní, bezkontaktní, snese teplo, vibrace i olej. Za to je drahý a potřebuje vlastní vyhodnocovací obvod.

absolutní?rozlišeníodolnostcena
potenciometranostředníotěrkoruny
inkrementální enkodérnevysoképrach, vibracestovky
absolutní enkodéranovysoképrachtisíce
resolveranostřednívýbornátisíce

Vzorce v této kapitole

rozlišení enkodéru — rozlišení kvadraturního enkodéru
360° / (4 · N_štěrbin · převod) [°] čtyři hrany na periodu — čtyřnásobek zdarma