КАК ИЗМЕРЯТЬ ПОЗИЦИЮ И СКОРОСТЬ

Во многих областях промышленности, да и не только, измерение перемещений (положения или скорости) играет важную роль для обеспечения правильной работы систем и машин.

Для выполнения этих измерений существует огромное множество различных устройств. Эти устройства, датчики положения, имеют определенные характеристики, которые отличаются друг от друга. Поэтому необходимо выбрать датчик, характеристики которого наилучшим образом соответствуют типу и характеру необходимого измерения.

Цель данной статьи – познакомить читателя с различными типами измерительных устройств для различных сфер применения. Для этого мы рассмотрим их с точки зрения типа движения и типа измерения, которые они осуществляют.

Типы движения

Давайте сначала разберемся с тем, какие различают виды движения. Обычно, выделяют два вида движения: линейное и вращательное (круговое). Эти два вида движения обычно анализируются независимо друг от друга.

Вращение

Вращением называется движение тела вокруг своей оси. Примерами тел вращения, в промышленности, могут служить механические манипуляторы и запорная арматура трубопроводов. Результаты измерения представляются в виде угловых единиц, например градусов.

Однооборотные

Вращение считается однооборотным, когда оно не превышает 360°. В случае однооборотного вращения обычно измеряется ориентация тела вращения по отношению к оси вращения.

Главное достоинство инклинометров заключается в том, что они могут быть установлены практически везде и в любой пространственной позиции. Так же к их достоинствам стоит отнести компактный размер. Они могут особенно удачно применяться в стесненных условиях.

В сравнении с инклинометрами, однооборотные абсолютные роторные энкодеры должны быть установлены на валах механизмов. С другой стороны их динамические характеристики и точность часто выше, чем у инклинометров. Так же энкодеры обладают несомненными преимуществами в плане стойкости к вибрациям. И наконец, магнитные энкодеры является более экономичными, компактными и менее чувствительными к агрессивным условиям окружающей среды (влажность, пыль, вибрация, температура)

Для получение более детальной информации смотрите Сравнительный анализ инклинометров и роторных энкодеров. .

Многооборотные

Многооборотные роторные энкодеры, как следует из названия, детектируют вращательно движение тел, которые осуществляют несколько оборотов. В таких случаях измеряется не только позиция и скорость вращения, но также и количество оборотов. В этих случаях только абсолютные многооборотные роторные энкодеры позволяют осуществлять полноценное отслеживания угловых перемещений. Вы можете узнать больше в статье об Абсолютных энкодерах .

поступательное движение

Поступательным называют движение, которое осуществляется вдоль продольной оси, и параллельно ей. Поступательное движение является линейным и измеряется в единицах длинны.

Тросовые датчики линейного перемещения

Датчик линейного перемещения конструктивно состоят из энкодера и специального адаптера, который превращает линейное движение во вращательное. Трос навивается вокруг оси роторного энкодера, позволяя последнему производить измерения. Один конец троса закрепляется к физическому телу, перемещение которого измеряется. В то же время, сам корпус датчика закреплен неподвижно в референтной точке конструкции и служит нулем системы отсчета.

Тросовый датчик может включать в свою конструкцию энкодеры любого типа и как следствие обладать широким диапазоном различных характеристик. Пользователь имеет возможность выбрать наиболее подходящий интерфейс и конфигурацию. Тем не менее, недостатком таких датчиков является требование к объёму пространства для установки, из-за наличия катушки с тросом. Так же разрешение тросовых датчиков зависит от размера диапазона линейного измерения .

Измерительные колеса

Измерительное колесо — это устройство, которое закрепляется на валу энкодера и служит для измерения линейных перемещений. Торец измерительного колеса находится в сцеплении, по средству трения, с телом, которое осуществляет линейное движение. Принцип работы измерительного колеса такой же, как и у реечной передачи, только в данном случае сцепление осуществляется не при помощи зубцов, а при помощи трения насечки колеса с поверхностью.

Такая система может применяться, когда условия для установки датчика ограничены по пространству, а также, когда тело обладает замкнутой поверхностью, например ленточный конвейер.

В этом разделе мы рассмотрим различные виды устройств в зависимости от характера измерений, которые они производят.

Абсолютные или Инкрементальные

Относительные (Инкрементальные)

В некоторых случаях, необходимо измерять только перемещение относительно какого-то исходного положения системы (не только фиксированной точки, а исходного положения), например изменение скорости или положения. Такие измерения могут быть осуществлены при помощи инкрементальных энкодеров. При чем, инкрементальные энкодеры прекрасно подходят как для измерения угловых перемещений, так и линейных (в составе тросовых датчиков).

Инкрементальные энкодеры обладают такими существенными преимуществами как дешевизна и компактность. Инкрементальные энкодеры незаменимы, когда необходимо измерить скорость либо относительное перемещение.

Абсолютные

В некоторых случаях необходимо знать точное положение материального тела, механизма, системы отсчета, в независимости от того был ли механизм включен. Абсолютные энкодеры и инклинометры спроектированы специально для этой цели. В них так же реализована функция измерения скорости, однако главное их отличие от инкрементальных, это возможность проводить измерения даже при отключенном питании. Таким образом абсолютный энкодер всегда знает положение измеряемого тела!

Но у таких энкодеров помимо их очевидных преимуществ есть и недостатки. Их недостатком можно назвать стоимость. Абсолютные энкодеры стоят дороже, чем инкрементальные.

Стоит отметить, что технологии POSITAL являются энергонезависимыми, они сами генерируют энергию, которую и используют для работы. Кроме того, они вообще не требуют обслуживания! В частности, в продуктах POSITAL, используются датчики на основе Виганд еффекта . Это огромный скачек в развитии сенсоров.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ: так что же выбрать?

Спрашивая себя о том, какой тип датчика положения выбрать, в первую очередь, важно определиться с типом движения, которое будет измеряться и характером этих измерения. POSITAL предоставляет лучшие продукты и решения, а также проконсультирует Вас в процессе проектирования.

Почему POSITAL?
POSITAL является производителем датчиков для систем управления движением и обеспечения безопасности. Продукция компании, включающая поворотные (роторные) энкодеры, инклинометры и линейные датчики положения, используется в самых разных областях, от производства до горнодобывающей промышленности, сельского хозяйства и энергетики. POSITAL является частью FRABA Group. Это ведущее предприятие на рынке, использующие передовые методы разработки и производственные процессы, для предоставления своим клиентам продукции, с самыми совершенными технологиями, большим выбором, исключительным качеством и выгодными ценами. FRABA Group также является пионером Индустрии 4.0 и новатором в области разработки продуктов, и производственных процессов. POSITAL имеет глобальный охват с дочерними компаниями в Европе, Северной Америке и Азии, а также дистрибьюторами по всему миру. Продукция производится на передовых производственных мощностях. Полуавтоматизированная система производства с компьютерным управлением отслеживает каждый отдельный продукт от заказа, сборки, тестирования и до поставки конечному потребителю. POSITAL разработал передовую систему производства и выполнения заказов. С помощью этой системы POSITAL смог достичь "массовой персонализации". Таким образом, POSITAL сочетает экономическую эффективность массового производства с гибкостью и точностью индивидуального специализированного производства. POSITAL - ведущее предприятие на рынке, которое использует передовые методы разработки и производственные процессы, для предоставления своим клиентам продукции, с самыми совершенными технологиями, большим выбором продуктов, превосходным качеством и доступными ценами.

Почему POSITAL?

POSITAL является производителем датчиков для систем управления движением и обеспечения безопасности. Продукция компании, включающая поворотные (роторные) энкодеры, инклинометры и линейные датчики положения, используется в самых разных областях, от производства до горнодобывающей промышленности, сельского хозяйства и энергетики. POSITAL является частью FRABA Group. Это ведущее предприятие на рынке, использующие передовые методы разработки и производственные процессы, для предоставления своим клиентам продукции, с самыми совершенными технологиями, большим выбором, исключительным качеством и выгодными ценами. FRABA Group также является пионером Индустрии 4.0 и новатором в области разработки продуктов, и производственных процессов.

POSITAL имеет глобальный охват с дочерними компаниями в Европе, Северной Америке и Азии, а также дистрибьюторами по всему миру. Продукция производится на передовых производственных мощностях. Полуавтоматизированная система производства с компьютерным управлением отслеживает каждый отдельный продукт от заказа, сборки, тестирования и до поставки конечному потребителю. POSITAL разработал передовую систему производства и выполнения заказов. С помощью этой системы POSITAL смог достичь "массовой персонализации".

Таким образом, POSITAL сочетает экономическую эффективность массового производства с гибкостью и точностью индивидуального специализированного производства.

POSITAL - ведущее предприятие на рынке, которое использует передовые методы разработки и производственные процессы, для предоставления своим клиентам продукции, с самыми совершенными технологиями, большим выбором продуктов, превосходным качеством и доступными ценами.