Come misurare la velocità e la posizione?
In molti campi, industriali e non, la misurazione del movimento (posizione o velocità) è un'informazione essenziale per garantire il corretto funzionamento di macchine e sistemi.
Ci sono diversi dispositivi disponibili per eseguire queste misurazioni. Questi strumenti, spesso chiamati sensori di posizione, presentano caratteristiche che variano l'uno dall'altro.
È quindi necessario selezionare il sensore che presenta le caratteristiche che meglio si adattano alla misurazione da effettuare.
Tipo di Movimento
Per prima cosa esamineremo il tipo di movimento da misurare. Il moto è normalmente diviso in componenti lineari e rotazionali (vettori). Questi due tipi di componenti sono generalmente analizzati (cioè misurati) in modo indipendente.
Rotatione
La rotazione si ha quando un sistema ruota intorno a un asse. Gli esempi includono bracci meccanici e valvole motorizzate. La misura sarà data in unità angolari.
Singolo giro
Una rotazione è chiamata " a singolo giro " quando non supera i 360°. In questo contesto, si misura semplicemente l'orientamento del sistema rispetto a un asse di riferimento. Due diversi sensori di posizione possono quindi essere utilizzati per effettuare tale misurazione:
Il vantaggio principale degli inclinometri è che possono essere montati praticamente ovunque e in qualsiasi posizione sul sistema:
non hanno bisogno di essere applicati all'asse di rotazione per misurare un'inclinazione. Considerando inoltre le loro dimensioni molto compatte, saranno quindi naturalmente raccomandati quando lo spazio è un requisito importante.
In contrapposizione, gli encoder monogiro (encoder rotativi assoluti monogiro) devono essere montati sull'albero. Tuttavia, le loro prestazioni dinamiche e la loro precisione sono spesso migliori. Hanno anche un'ottima resistenza agli urti e alle vibrazioni e presentano l'enorme vantaggio di essere disponibili con tutte le interfacce del mercato. Infine, la versione magnetica di questi encoder è più economica, più compatta e meno sensibile alle sollecitazioni ambientali (umidità, polvere, urti, temperatura).
Per informazioni più dettagliate, potete consultare il nostro sito analysis Comparison of Inclinometers and Singleturn Rotary Encoders .
Le rotazioni multigiro riguardano movimenti che coinvolgono logicamente diversi giri. Per questi movimenti, non solo la posizione e/o la velocità di un giro ma anche il numero di giri sarà rilevato. In questi casi, solo gli encoder rotativi assoluti multigiro permettono di monitorare il movimento. Troverete maggiori informazioni in un articolo dettagliato su encoder assoluti .
Abbiamo anche scritto una spiegazione su principi di misura mono giro multigiro .
Movimento di Traslazione
Un movimento di traslazione è un movimento che avviene lungo un asse, parallelamente ad esso. Questo è spesso indicato come movimento lineare. La misura viene elaborata in unità di lunghezza.
Sensori lineari a filo consistono in un encoder rotativo accoppiato ad un adattatore il cui scopo è quello di convertire un movimento di traslazione in un movimento di rotazione. Un cavo viene avvolto e srotolato intorno a un asse, permettendo la misurazione tramite un encoder rotativo. Un'estremità del cavo è fissata al sistema di cui si vuole misurare lo spostamento, mentre la parte dell'encoder rimane fissa rispetto al sistema di riferimento.
Gli svolgi-filo possono incorporare qualsiasi encoder e quindi possono avere tutte le loro caratteristiche. Di conseguenza, l'utente ha a disposizione tutte le interfacce di uscita esistenti. Tuttavia, queste hanno lo svantaggio del volume relativamente importante della custodia e la necessità di posizionare i fili. La risoluzione dipenderà dal campo di misura lineare .
Una ruota di misura è un componente che è fissato all'albero di un encoder rotativo. Questa viene messa in rotazione per adesione sul suo diametro esterno. Questo viene fatto di solito applicandola a un nastro trasportatore. È lo stesso principio della coppia pignone/cremagliera (le ruote dentate sono sostituite dalla frizione).
Questo sistema è interessante quando si ha un piccolo spazio dedicato al sensore di movimento lineare e/o un movimento "senza fine", come un nastro trasportatore.
Tipo di Misurazione
La sezione definirà il tipo di dispositivo da utilizzare, almeno in parte. Infatti, è anche necessario definire il tipo di misurazione che si vuole effettuare. A seconda di questa, si sarà indirizzati verso diverse caratteristiche.
Relativa (Incrementale)
In alcune applicazioni, è necessario misurare un solo movimento rispetto a una posizione iniziale (nessun punto di riferimento fisso), ad esempio uno spostamento rispetto al punto precedente o una velocità. Questo tipo di misure relative può essere perfettamente realizzato grazie agli encoder incrementali. Questo vale non solo per i movimenti di rotazione, ma anche per i movimenti di traslazione in cui il sensore di movimento consiste al 50% in un encoder rotativo.
Gliencoder incrementali hanno i vantaggi significativi di essere molto economici e di avere dimensioni compatte. Quando sono richieste solo la velocità e/o la posizione relativa, questa soluzione è la preferita.
Assoluta
Tuttavia, alcuni sistemi di controllo hanno bisogno di conoscere la posizione esatta in relazione a un punto di riferimento che non si modifica con l'avanzare delle fasi di lavoro. Gli encoder assoluti e gli inclinometri sono stati progettati esattamente per questo scopo. È ovviamente possibile aggiungere un offset ed eseguire un reset in un dato momento. Potendo misurare anche la velocità, la differenza principale starà quindi nella capacità di controllare il movimento durante tutto il ciclo, anche dopo un'interruzione di alimentazione!
Ma questa funzione aggiuntiva non è senza contropartita. La tecnologia richiesta per il conteggio dei giri ha un costo. Encoder assoluti saranno quindi significativamente più costosi di un encoder incrementale.
È interessante notare che le tecnologie di conteggio dei giri di POSITAL sono senza batteria (meno manutenzione!). In particolare, l’ Effetto Wiegand rappresenta un salto tecnologico nel campo dei sensori.
Conclusioni : Quale Scegliere?
Alla fine, quando ci si pone la domanda "quale sensore di posizione dovrei scegliere per la mia applicazione?”, cercate di analizzare prima il tipo di movimento che intendete misurare e che tipo di misura è necessaria per il funzionamento del vostro sistema di controllo. POSITAL cercherà di fornirvi i migliori prodotti e soluzioni assistendovi durante la fase di progettazione.
| PERCHE’ POSITAL? |
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POSITAL è un produttore di sensori per il controllo del movimento e i sistemi di sicurezza. I prodotti dell'azienda, che comprendono encoder rotativi, inclinometri e sensori di posizione lineare, sono utilizzati in una vasta gamma di ambienti, dalla produzione all'estrazione mineraria, dall'agricoltura all'energia. POSITAL è un membro del gruppo internazionale FRABA. Il Gruppo FRABA è un'impresa leader di mercato che si avvale di un design di prodotto e di un processo di produzione avanzati per garantire che i propri clienti godano dei vantaggi della leadership tecnologica, della scelta, della qualità del prodotto e dei prezzi competitivi. Il gruppo FRABA è anche un innovatore nella progettazione dei prodotti e nei processi di produzione e un pioniere dell'Industria 4.0. POSITAL ha una dimensione globale con filiali in Europa, Nord America e Asia - e partner di vendita e distribuzione in tutto il mondo. I prodotti sono fabbricati in impianti di produzione avanzati. Il sistema di produzione semi-automatico guidato dal computer segue ogni dispositivo dall'ordine, attraverso l'assemblaggio e i test, fino alla spedizione finale. POSITAL ha sviluppato un sistema avanzato di produzione e di evasione degli ordini che abbraccia le tecnologie del 21° secolo. Con questo sistema, POSITAL è stata in grado di raggiungere la "personalizzazione di massa". Ecco come POSITAL combina la convenienza e la varietà della produzione su larga scala con la flessibilità e la precisione dei progetti specializzati. POSITAL è un'impresa leader di mercato che si avvale di una progettazione avanzata e del processo di produzione per garantire che i suoi clienti godano dei vantaggi della leadership tecnologica, della scelta, della qualità del prodotto e dei prezzi competitivi. |