Magnetkodeerijad vs optilised kodeerijad: peamised erinevused

Magnetkodeerija ja optilise kodeerija vahel valimine on liikumisjuhtimise projekti üks olulisemaid otsuseid ja see on otsus, mida insenerid eksivad sagedamini, kui ootate. Valige vale tehnoloogia ja te vaatate enneaegseid tõrkeid, kulukaid seisakuid või süsteemi, mis lihtsalt ei suuda oma täpsuse eesmärke saavutada.

Selles juhendis võrreldakse magnetilisi ja optilisi koodereid praktilisest tööstuslikust vaatenurgast. Saate aru, kuidas need töötavad, kus need kõige paremini töötavad ja kuidas valida oma masinale, automatiseerimissüsteemile või originaalseadmete valmistajaprojektile õige kodeerija.

Miks on kodeerija valik teie masina jaoks oluline?

Kodeerija ei ole lihtsalt väike tagasiside komponent. See ütleb teie juhtimissüsteemile asukoha, kiiruse või liikumissuuna. Kui kodeerija signaal muutub ebastabiilseks, võib teie masin kaotada asukoha määramise täpsuse, tekitada vigu või isegi ootamatult seiskuda.

Seadmetootjate jaoks võib see muutuda suuremaks probleemiks kui kodeerija ise. Vale kodeerija valik võib põhjustada:

• Rohkem masina seisakuid
• Suurem hoolduskulu
• Ebastabiilne liikumisjuhtimine
• Positsioneerimisvead
• Lühem kasutusiga
• Rohkem{0}}müügijärgseid kaebusi

Mis on magnetkooder?

A magnetiline kodeerijatuvastab pöörlemis- või lineaarse asendi, tuvastades magnetvälja muutusi. Põhikomponendid on lihtsad: püsimagnet (tavaliselt silindriline, mis on kinnitatud pöörleva võlli külge) ja magnetandur, enamasti Halli efekti andur või magnetresistiivne (MR) element.

Kui võll pöörleb, pöörleb magnetväli koos sellega. Andur loeb pidevalt muutuvat väljajaotust ja teisendab selle asukohta, kiirust või suunda tähistavaks elektrisignaaliks.

Peamised struktuurikomponendid

• Püsimagnet (kinnitatud võlli otsa külge või integreeritud magnetrõngasse)
• Halli element või anisotroopne magnetoresistiivne (AMR) / hiiglaslik magnetoresistiivne (GMR) andur
• Signaali töötlemise IC
• Väljundi liides

Kuna andur on täiesti kontaktivaba ning magneti ja anduri vahel pole füüsilist kokkupuudet, on magnetkodeerijatel oma olemuselt pikk kasutusiga, eriti keskkondades, kus tolm, õli või niiskus võivad optilise süsteemi hävitada.

Mis on optiline kodeerija?

Optiline kodeerija tuvastab asukoha valguse abil. Valgusallikas (LED) paistab läbi või peegeldub läbipaistvate ja läbipaistmatute segmentidega täppis-söövitatud koodirattast (mida nimetatakse ka kettaks või võrgustikuks). Teisel pool asuv fotodetektori massiiv loeb ketta pöörlemisel valgusimpulsse, teisendades sisse/välja mustri asukohaandmeteks.

On kaks peamist optilist arhitektuuri:

Läbilaskev (läbi-kiire):LED paistab läbi plaadile söövitatud pilude. Traditsiooniline disain; suurepärane täpsus.

Peegeldav:LED-tuli põrkab mustriga peegeldavalt kettalt tagasi andurile. Kompaktsem; üha tavalisem uuemates kujundustes.

Peamised struktuurikomponendid

• LED valgusallikas
• Täppiskoodiratas (klaas, metall või plastik)
• Fotodetektori massiiv
• Signaali konditsioneerimisahel
• Väljundi liides

Kriitiline piirang ilmneb kirjeldusest: optiline tee peab jääma vabaks. Igasugune saaste, õlitilk, tolmukübe või kondensaat võib signaali terviklikkust halvendada või hävitada.

Magnetkodeerijad vs optilised kodeerijad: kõrvuti{0}}võrdlus-

Peamine erinevus 1: tundlikkuse põhimõte

Esimene suur erinevus seisneb selles, kuidas kaks kodeerijat liikumist tuvastavad.

Magnetkooder loeb magnetvälja muutusi. See ei vaja valgust, et läbida puhas ketas või kaalu. See muudab selle reaalsetes tööstustingimustes saastumist taluvamaks.

Optiline kodeerija sõltub valguse läbilaskvusest või peegeldusest. Kui tolm, õli, mustus või vesi blokeerib optilise tee, võib signaal muutuda nõrgaks või valeks. Tööstusharu viited osutavad sageli sellele, et optilised kodeerijad on saastumise suhtes haavatavamad, kuna need põhinevad optilisel-optilisel{3}}nägemisanduril.

Puhaste seadmete puhul pole see tavaliselt probleem. Kuid tolmuses, õlises, märjas või vibreerivas keskkonnas kasutatavate masinate puhul muutub tundlikkuse põhimõte väga oluliseks.

Peamine erinevus 2: täpsus ja eraldusvõime

Optilised kodeerijad pakuvad tavaliselt suuremat eraldusvõimet ja täpsust. Kui teie rakendus nõuab väga täpset positsioneerimist puhtas keskkonnas, võib optiline kodeerija olla parem valik.

Magnetkodeerijad ei pruugi alati saavutada esmaklassiliste optiliste kodeerijate kõrgeimat eraldusvõimet. Kaasaegne magnetkodeerija tehnoloogia on aga oluliselt paranenud. Paljude tööstuslike masinate jaoks võivad magnetkodeerijad tagada piisava täpsuse, pakkudes samal ajal paremat keskkonnakindlust.

Seega ei ole tegelik küsimus lihtsalt:

Milline kodeerija on täpsem?

Parem küsimus on:

Kui palju täpsust te tegelikult vajate ja kas kodeerija suudab seda täpsust teie tegelikus töökeskkonnas säilitada?

Kui teie masin töötab puhtas ruumis või täppisinstrumentide süsteemis, võivad optilised kodeerijad sobida. Kui teie masin töötab tolmu, õli, vibratsiooni, niiskuse või temperatuurimuutuste läheduses, võivad magnetkodeerijad pakkuda stabiilsemat pikaajalist{1}}jõudlust.

Peamine erinevus 3: vastupidavus tolmule, õlile, niiskusele ja vibratsioonile

See on tööstusklientide jaoks üks olulisemaid erinevusi.

Paljud masinad ei tööta täiuslikes laboritingimustes. Nad võivad silmitsi seista:

• Metalli tolm
• Õli udu
• Määrige
• Veeaur
• Välisõhu niiskus
• Šokk
• Vibratsioon
• Temperatuuri muutused

Nendes tingimustes on magnetkodeerijatel tavaliselt suurem praktiline eelis. Kuna andur loeb magnetvälja muutusi, ei blokeeri tavaline tolmu- või õlisaaste signaali samal viisil, nagu see võib mõjutada optilist kodeerijat.

Optilised kodeerijad võivad korralikult kaitstuna endiselt hästi töötada, kuid saastumine, vibratsioon ja tihendusprobleemid võivad suurendada signaalivigade või rikke ohtu. Mõned kodeerija juhendid hoiatavad konkreetselt, et tolm, praht, vibratsioon ja muud keskkonnategurid võivad optilise kodeerija plaate mõjutada või kahjustada.

Seadmetootjate jaoks tähendab see, et magnetkodeerijad võivad aidata vähendada hooldussurvet ja parandada masina tööaega karmides keskkondades.

Peamine erinevus 4: hooldus ja pikaajaline{1}}kindlus

Kooderi valikul eiratakse sageli hooldust, kuid see on tegelikus tootmises väga oluline.

Kui optiline kodeerija määrdub, võib optiline tee vajada puhastamist. Kui ketas, andur või tihendussüsteem on kahjustatud, võib masinal esineda ebastabiilset tagasisidet, positsioneerimisvigu või seisakuid.

Magnetkodeerijad vajavad saastunud keskkondades tavaliselt vähem hooldust. Tolm, õli ja niiskus ei peata anduril magnetmustri lugemist. See võib olla kasulik masinate puhul, millele on raske juurde pääseda, mis on paigaldatud väljapoole või mis eeldatavasti töötavad pikka aega piiratud hooldusega.

OEM-tootjate jaoks on see oluline ka seetõttu, et lõppkasutajatele on oluline masina töökindlus. Tugevam kodeerija võib aidata vähendada-müügijärgseid probleeme ja suurendada klientide usaldust teie seadmete vastu.

Peamine erinevus 5: kulu ja omamise kogukulu

Magnetkooderite ja optiliste kodeerijate võrdlemisel ärge võrrelge ainult ühiku hinda.

Optiline kodeerija võib puhtas ja lihtsas rakenduses{0}}kulutõhus olla. Kuid kui teie keskkond on karm, võite vajada täiendavat tihendamist, spetsiaalset kaitset, hoolikamat paigaldamist või regulaarset hooldust. Need lisakulud võivad suurendada omandi kogukulusid.

Magnetkooder võib olla väärtuslikum, kui teie prioriteet on stabiilne jõudlus, väiksem hooldusvajadus ja pikem kasutusiga rasketes tingimustes.

Tööstusklientide puhul sisaldab tegelik maksumus:

• Kodeerija ostukulu
• Paigalduskulu
• Kaitsekonstruktsiooni maksumus
• Hoolduskulu
• Seisaku kulu
• Asenduskulu
• -Müügijärgse teeninduse hind

Kui kodeerija rike peatab masina või tootmisliini, võib seisakukulu olla palju suurem kui anduri enda maksumus.
 

Millised rakendused sobivad iga tehnoloogia jaoks?

Erinevad rakendused esitavad kodeerija täpsusele, vastupidavusele, tihendamisele ja hooldusele erinevad nõudmised, seega sõltub õige valik teie töökeskkonnast, masina struktuurist ja pikaajalistest{0}}töökindlusnõuetest.

Valige magnetkodeerijad Millal

Keskkondi, nagu terase-, paberivabrikud ja puidutöötlemistehased, iseloomustavad sageli pidev vibratsioon, temperatuurikõikumised, tolm ja määrdeained. Sellistes seadetes nõuavad optilised kodeerimissüsteemid sagedast väljavahetamist, samas kui magnetkodeerijad annavad usaldusväärselt asukoha ja kiiruse tagasisidet.
 

Mobiilne ja välivarustus

Masinad, nagu põllumajandusseadmed, ehitussõidukid, kraanad ja tuuleturbiinid, töötavad sageli äärmuslikes ilmastikutingimustes ning peavad taluma kokkupuudet muda, niiskuse ja löökkoormusega. Nende rakenduste puhul ei ole magnetkodeerijate pakutavad IP67/IP68 kaitseklassid ja vibratsioonikindlus mitte ainult valikulised funktsioonid, vaid olulised, mitteläbiräägitavad nõuded.
 

Auto- ja elektrisõidukite süsteemid

Tänapäeval sisaldavad enam kui 35% kaasaegsetest autorakendustest asukohatuvastusfunktsioonide{1}}magnetkoodereid. Elektrisõidukite (EV) sektoris mängivad abisüsteemides domineerivat rolli magnetkodeerijad, mille rakendused ulatuvad aku juhtimisest ja gaasipedaali asendi tuvastamisest kuni roolinurga mõõtmiseni ja mootori kommutatsiooni juhtimiseni (eriti süsteemides, kus töökindlus on absoluutse täpsuse ees).
 

Robootika (liigendajamid)

Koostöörobotid ja tööstuslikud robotkäed saavad magnetkooderite kompaktsest kujutegurist ja suurest töökindlusest märkimisväärset kasu, mistõttu sobivad need eriti hästi-liigendajamite jaoks, mis töötavad suure koormuse ja madala pöörlemiskiirusega.

Lift ja HVAC süsteemid

Arvestades ülikõrgeid nõudeid toote pikaealisusele nendes rakendustes, mis sageli hõlmavad tolmuseid mehaanilisi ruumide keskkondi ja vajadust pakkuda usaldusväärset asukoha tagasisidet laias temperatuurivahemikus, on eelistatud valikuks saanud magnetkodeerija lahendused.

Toidu ja jookide töötlemine

Nõudlikes keskkondades, mis nõuavad rutiinset kõrgsurvevee{0}}pesu ja puhastamist desinfitseerivate kemikaalidega, on IP68 kaitseklassi andurid kohustuslikud. Magnetkodeerijad suudavad täielikult toime tulla selliste töökeskkondade väljakutsetega.
 

Optilisi kodeerijaid tuleks kasutada järgmistes olukordades

Optilised kodeerijad on parem valik, kui teie rakendus nõuab äärmiselt kõrget eraldusvõimet, täpset korratavust ja stabiilset tööd puhtas, hästi{0}}kaitstud keskkonnas.

CNC-tööpingid ja töötluskeskused

Kontuuride täppistöötlus nõuab kõrget eraldusvõimet ja suurt korratavust. Lineaar- ja pöördtelgedele paigaldatud optilised kodeerijad tagavad täppistolerantsi töötlemiseks vajaliku positsioneerimistäpsuse, eeldusel, et tööpingi suletud keskkond kaitseb kodeerijat piisavalt.

Pooljuhtide tootmine

Vahvlite käsitsemine, litograafia etapid ja kontrollisüsteemid nõuavad sub{0}}mikronist positsioneerimistäpsust. Nendele spetsifikatsioonidele vastavad ainult optilised kodeerijad (ja teatud juhtudel ka mahtuvuslikud kodeerijad).

Laserlõike- ja -printimise süsteemid

Kiire{0}}kõrge eraldusvõimega tee jälgimise võimalused sõltuvad optiliste kodeerijate pakutavast tagasiside eraldusvõimest.

Meditsiinilised pildistamis- ja laboriinstrumendid

Puhas ja kontrollitud keskkondades saavad CT-skannerid, MRI-pukkkraanad ja laboriautomaatikaseadmed täielikult ära kasutada optiliste kodeerijate pakutavaid täpsuse eeliseid. Nendes keskkondades ei ole saasteainete sissetung üldiselt probleem.

Servomootori tagasiside puhastes automatiseerimiskeskkondades

Pakkimismasinad, elektroonilised montaažiseadmed ja ravimite automatiseerimissüsteemid nendes puhastes keskkondades, optiliste kodeerijate pakutav kõrge eraldusvõime aitab parandada tsükliaja täpsust ja lõpptoote kvaliteeti.
 

Kas vajate abi õige magnetkodeerija valimisel?

Õige kodeerija valimine sõltub teie töökeskkonnast, paigaldusruumist, täpsusnõudest, signaali väljundist, liikumise tüübist ja masina struktuurist.

Kui teie seade töötab tolmuses, niiskes, õlises, vibreerivas või välistingimustes, võib GME aidata teil hinnata sobivat magnetkodeerija lahendust. Saame toetada magnetkoodereid, magnetkaalusid, magnetrõngaid, andurite sobitamist ja kohandatud disainilahendusi tööstuslikeks rakendusteks.

Jagage meiega oma rakendust, paigaldusjoonist, nõutavat täpsust, signaali väljundit ja töötingimusi. Meie meeskond aitab teil soovitada teie projekti jaoks praktilist magnetkodeerija lahendust.

Järeldus

Nii magnetilisi kui ka optilisi koodereid kasutatakse laialdaselt asukoha, kiiruse ja liikumise tagasiside andmiseks. Õige valik sõltub teie rakendusest.

Optilised kodeerijad on hea valik, kui teie seadmed töötavad puhtas keskkonnas ja nõuavad väga kõrget eraldusvõimet. Magnetkodeerijad on sageli sobivamad, kui teie masin on tolmu, õli, niiskuse, vibratsiooni, põrutuse või välistingimustes kokku puutunud.

Tööstusseadmete tootjate jaoks on töökindlus sageli olulisem kui teoreetiline lahutusvõime. Magnetkooder võib aidata vähendada hooldust, parandada tööaega ja pakkuda stabiilset tagasisidet keerulistes keskkondades.

Kui arendate masinat või automatiseerimissüsteemi karmidesse tööstustingimustesse, võivad magnetkodeerijad pakkuda praktilisemat ja usaldusväärsemat pikaajalist{0}}lahendust.