Jak dobrać enkoder liniowy magnetyczny do Twojego systemu?

Prężnie rozwijająca się automatyzacja to przyszłość przedsiębiorstw. Innowacyjne rozwiązania, sterowniki czy czujniki wpływają na jakość, powtarzalność oraz bezpieczeństwo procesów produkcyjnych i nie tylko.

Urządzenia pomiarowe coraz częściej wykorzystują naturalne zjawiska magnetyczne, czego przykładem są enkodery. Odkryj, jak wygląda działanie magnetycznego enkodera liniowego i czym się kierować przy jego wyborze.

Spis treści:

• Czym są magnetyczne enkodery liniowe?
• Jaka jest zasada działania magnetycznego enkodera liniowego?
• Jakie są kluczowe czynniki wyboru enkodera liniowego magnetycznego?

Czym są magnetyczne enkodery liniowe?

Enkoder magnetyczny to rodzaj czujnika kontrolującego ruch. Jego montaż sprawia, że uzyskuje się informacje zwrotne, które są przekazywane do głównego układu sterowania.

Działanie elementu, zależnie od jego rodzaju, polega na przekształcaniu ruchu obrotowego lub liniowego maszyn w sygnał elektryczny. Następnie powstały sygnał jest kierowany do układu sterowania, gdzie następuje jego odczytanie. Magnetyczny enkoder liniowy sprawia, że możemy odczytać:

• pozycję maszyn z dużą dokładnością,
• kąt oraz liczbę obrotów wału w silniku,
• prędkość obrotową oraz kierunek jej generowania.

Warto zaznaczyć, że enkoder magnetyczny liniowy nie wymaga tego, aby czujnik miał bezpośredni kontakt z wirującą osią. Dzięki takiemu rozwiązaniu urządzenie to charakteryzuje się znacznie większą trwałością oraz wytrzymałością. Minimum elementów ruchomych podatnych na uszkodzenia, w które został wyposażony, eliminuje więc ryzyko przypadkowych usterek.

Zależnie od zapotrzebowania można wyróżnić dwa rodzaje enkoderów liniowych magnetycznych. Ich podział wiąże się z budową akcesorium i parametrami technicznymi. W warunkach, w których konieczne jest zapewnienie ochrony przed zapyleniem czy zalaniem urządzenia, umieszcza się je w specjalnej obudowie – mają one stopień ochrony IP67.

W przypadku kiedy nie ma konieczności ochrony przed czynnikami zewnętrznymi, stosuje się urządzenia, w których rezygnuje się ze zintegrowanej osłony.

Jaka jest zasada działania magnetycznego enkodera liniowego?

Działanie magnetycznego enkodera liniowego ma kluczowe znaczenie w przypadku automatyzacji różnych procesów dotyczących przedsiębiorstw. Jego obecność to absolutna podstawa w przypadku różnego rodzaju pomiarów.

W urządzeniu magnetycznym każde odczytywane położenie kątowe określa się za pomocą wektora pola magnetycznego. Jest to możliwe dzięki zamocowanej na wale urządzenia tarczy magnetycznej. Jest ona odpowiedzialna za wytwarzanie pola magnetycznego.

Warto również zaznaczyć, że enkoder magnetyczny liniowy jest dodatkowo wyposażony w czujnik Halla, który zazwyczaj występuje w formie układu scalonego. Za podstawę w tym przypadku służy płytka z materiału półprzewodzącego, która następnie umieszczana jest w polu magnetycznym.

Przyłożone do płytki napięcie powoduje przepływ elektronów w odpowiednim kierunku, czyli prostopadle do linii pola magnetycznego. Dzięki pomiarowi napięcia na poszczególnych elektrodach możliwe jest bardzo dokładne określenie, jakie natężenie ma pole magnetyczne, w którym umieszczony został czujnik.

Samo działanie pola magnetycznego powoduje natomiast powstanie napięcia Halla, które następnie zostaje przetworzone na sygnał cyfrowy wyjścia.

Działanie elementu zależy także od tego, czy wybiera się enkoder inkrementalny, czy enkoder liniowy absolutny. W pierwszym przypadku konieczne jest bazowanie ich układu pomiarowego, czyli tzw. zerowanie. W drugim nie ma takiej konieczności. Takie akcesoria wyróżniają także inne interfejsy. Najczęściej spotykane to BiSS i SSI.

Jakie są kluczowe czynniki wyboru enkodera liniowego magnetycznego?

Wybór enkodera liniowego magnetycznego nie powinien być przypadkowy. Jednym z kluczowych elementów, które warto uwzględnić przy jego dopasowaniu, to rozdzielczość. Pod tym pojęciem skrywa się liczba impulsów, jakie są generowane podczas jednego pełnego obrotu, co przekłada się na dokładność odczytywanych pomiarów.

Zależnie od zapotrzebowania względem dokładności pomiarów, konieczne jest dopasowanie takiego modelu, który będzie spełniał wszelkie oczekiwania przedsiębiorstwa. Na rynku dostępne i chętnie wybierane są m.in. modele, które odznaczają się rozdzielczością na poziomie 80 tysięcy impulsów na jedno przemieszczenie.

Kolejnymi parametrami enkodera liniowego magnetycznego, na które warto zwrócić uwagę, są rozmiar obudowy, jeżeli został w taką wyposażony, średnica wałka lub otworu, a także sposób montażu.

Szerokie zainteresowanie tego typu rozwiązaniami sprawiły, że rynek oferuje szereg urządzeń, które z łatwością można dopasować do specyfiki działania przedsiębiorstwa. Dostępne są m.in. enkodery o bardzo niewielkich rozmiarach, zaczynających się od średnicy nawet 17 milimetrów. Standardem są enkodery mające średnicę około 60-65 milimetrów. Niektóre firmy współpracują także z większymi modelami mającymi do 115-120 milimetrów średnicy.

Jeżeli czeka Cię wybór enkodera liniowego magnetycznego, nie sposób pominąć tak istotnych kwestii, jak napięcie zasilania i sygnał wyjściowy wraz ze sposobem jego doprowadzania. Standardowo wyróżnia się dwa poziomy napięcia w enkoderach, a dokładniej 5V oraz 24V. Najpopularniejszy jest jednak model, gdzie można samodzielnie wybierać wartość napięcia. Znika wówczas problem związany z dopasowaniem urządzenia i jego późniejszą wymianą.

Dodatkowo do enkoderów liniowych można dopasować także dodatkowy osprzęt ułatwiający ich obsługę. Są to różnego rodzaju wyświetlacze, zakończenia do taśmy magnetycznej czy akcesoria ochronne przewodów.