لماذا نحتاج إلى تركيب مُرمِّزات على المحركات؟ كيف تعمل المُرمِّزات؟

1، ما هو المشفر

أثناء تشغيلمحرك تيار مستمر N20 ذو علبة تروس دوديةتتم مراقبة معلمات مثل التيار والسرعة والموضع النسبي للاتجاه المحيطي للعمود الدوار في الوقت الفعلي لتحديد حالة جسم المحرك والمعدات التي يتم سحبها، بالإضافة إلى التحكم في ظروف تشغيل المحرك والمعدات في الوقت الفعلي، وبالتالي تحقيق العديد من الوظائف المحددة مثل المؤازرة وتنظيم السرعة. هنا، فإن تطبيق المشفر كعنصر قياس أمامي لا يبسط نظام القياس بشكل كبير فحسب، بل إنه أيضًا دقيق وموثوق وقوي. المشفر هو مستشعر دوار يحول الكميات الفيزيائية لموضع وإزاحة الأجزاء الدوارة إلى سلسلة من إشارات النبضات الرقمية، والتي يتم جمعها ومعالجتها بواسطة نظام التحكم لإصدار سلسلة من الأوامر لضبط وتغيير حالة تشغيل المعدات. إذا تم دمج المشفر مع قضيب تروس أو برغي لولبي، فيمكن استخدامه أيضًا لقياس موضع وإزاحة الأجزاء المتحركة الخطية.

2، تصنيف المشفر

التصنيف الأساسي للمُشفِّر:

المُشفِّر هو جهاز قياس دقيق يجمع بين ميكانيكي وإلكتروني، يُستخدم لتشفير الإشارة أو البيانات وتحويلها لأغراض الاتصال ونقلها وتخزينها. تُصنّف المُشفِّرات، وفقًا لخصائصها المختلفة، على النحو التالي:

● قرص الترميز ومقياس الترميز. يُسمى المشفر الذي يُحوّل الإزاحة الخطية إلى إشارة كهربائية "مقياس الترميز"، بينما يُسمى القرص الذي يُحوّل الإزاحة الزاوية إلى إشارة اتصال.

● مُرمِّزات تزايدية. تُوفِّر معلوماتٍ مثل الموضع والزاوية وعدد الدورات، وتُحدِّد مُعدّلها بناءً على عدد النبضات لكل دورة.

● مُشفِّر مُطلق. يُوفِّر معلومات مثل الموضع، والزاوية، وعدد الدورات بزيادات زاوية، ويُخصَّص لكلِّ زيادة زاوية رمز فريد.

● مُشفِّر مُطلق هجين. يُخرِج مُشفِّر المُطلق الهجين مجموعتين من المعلومات: مجموعة واحدة تُستخدم لتحديد موضع القطب باستخدام دالة المعلومات المطلقة، والمجموعة الأخرى مطابقة تمامًا لمعلومات مُخرَج مُشفِّر التزايد.

المشفرات المستخدمة عادة في المحركات:

●مُشفِّر تزايدي

يستخدم مبدأ التحويل الكهروضوئي مباشرةً لإخراج ثلاث مجموعات من نبضات الموجة المربعة A وB وZ. يبلغ فرق الطور بين مجموعتي النبضات A وB 90 درجة، مما يُسهّل تحديد اتجاه الدوران؛ أما طور Z، فهو نبضة واحدة لكل دورة، ويُستخدم لتحديد موضع النقطة المرجعية. المزايا: تصميم بسيط، وعمر ميكانيكي متوسط ​​يتجاوز عشرات الآلاف من الساعات، ومقاومة عالية للتداخل، وموثوقية عالية، ومناسب للنقل لمسافات طويلة. العيوب: لا يمكن إخراج معلومات الموضع المطلق لدوران العمود.

● مشفر مطلق

توجد عدة قنوات ترميز متحدة المركز على طول الاتجاه الشعاعي على لوحة الترميز الدائرية للمستشعر، وتتكون كل قناة من قطاعين ناقل للضوء وغير ناقل للضوء، وعدد قطاعات قنوات الترميز المتجاورة مضاعف، وعدد قنوات الترميز على لوحة الترميز هو عدد الأرقام الثنائية. عند وضع لوحة الترميز في مواضع مختلفة، يتم تحويل كل عنصر حساس للضوء إلى إشارة المستوى المقابلة، بناءً على وجود الضوء أو عدم وجوده، مما يُشكل الرقم الثنائي.

يتميز هذا النوع من أجهزة التشفير بعدم الحاجة إلى عداد، ويمكن قراءة رمز رقمي ثابت يتوافق مع الموضع في أي موضع من المحور الدوار. ومن البديهي أنه كلما زادت قنوات التشفير، زادت الدقة، وبالنسبة لجهاز تشفير بدقة ثنائية N-بت، يجب أن يحتوي قرص التشفير على N قناة تشفير. تتوفر حاليًا في الصين أجهزة تشفير مطلقة 16 بت.

3، مبدأ عمل المشفر

باستخدام قرص ترميز ضوئي ذي محور مركزي، توجد عليه خطوط دائرية وخطوط كتابة داكنة، ويوجد جهاز إرسال واستقبال ضوئي لقراءته، ويتم دمج أربع مجموعات من إشارات الموجة الجيبية في A وB وC وD. يختلف كل موجة جيبية بمقدار 90 درجة عن فرق الطور (360 درجة بالنسبة للموجة المحيطية)، ويتم عكس إشارات C وD وتركيبها على الطورين A وB، مما يعزز استقرار الإشارة؛ ويتم إخراج نبضة طور Z أخرى لكل دورة لتمثيل موضع مرجعي صفري.

نظرًا لأن المرحلتين A و B تختلفان بمقدار 90 درجة، فيمكن مقارنة ما إذا كانت المرحلة A في المقدمة أو المرحلة B في المقدمة لتمييز الدوران الأمامي والخلفي للمشفر، ويمكن الحصول على بت المرجع الصفري للمشفر من خلال النبضة الصفرية. مواد لوحة رمز التشفير هي الزجاج والمعدن والبلاستيك، يتم ترسيب لوحة رمز الزجاج على الزجاج خط محفور رقيق للغاية، واستقرارها الحراري جيد ودقة عالية، ولوحة رمز المعدن تمر مباشرة وليس خط محفور، وليست هشة، ولكن لأن المعدن له سمك معين، فإن الدقة محدودة، واستقراره الحراري أسوأ من الزجاج بترتيب من حيث الحجم، ولوحة رمز البلاستيك اقتصادية، وتكلفتها منخفضة، ولكن الدقة والاستقرار الحراري والحياة ضعيفة بعض الشيء.

الدقة - المشفر الذي يوفر عدد الخطوط المحفورة أو الداكنة لكل 360 درجة من الدوران يسمى الدقة، والمعروفة أيضًا باسم فهرسة الدقة، أو عدد الخطوط مباشرة، عمومًا في 5 ~ 10000 خط لكل فهرسة دورة.

4، مبدأ قياس الموضع والتحكم في التغذية الراجعة

تحتل أجهزة التشفير مكانة بالغة الأهمية في المصاعد، وأدوات الآلات، ومعالجة المواد، وأنظمة تغذية راجعة للمحركات، بالإضافة إلى معدات القياس والتحكم. يستخدم جهاز التشفير شبكةً ومصدر ضوء تحت أحمر لتحويل الإشارة الضوئية إلى إشارة كهربائية TTL (HTL) عبر جهاز استقبال. بتحليل تردد مستوى TTL وعدد المستويات العالية، تنعكس زاوية دوران المحرك وموضعه بصريًا.

نظرًا لأنه يمكن قياس الزاوية والموضع بدقة، يمكن تشكيل المشفر والعاكس في نظام تحكم حلقة مغلقة لجعل التحكم أكثر دقة، ولهذا السبب يمكن استخدام المصاعد وأدوات الآلات وما إلى ذلك بدقة.

5، الملخص 

باختصار، ندرك أن المُرمِّزات تُقسَّم إلى مُرمِّزات تزايدية ومُرمِّزات مطلقة وفقًا لبنيتها، وكلاهما يُحوِّل إشارات أخرى، مثل الإشارات الضوئية، إلى إشارات كهربائية قابلة للتحليل والتحكم. تعتمد المصاعد والأدوات الآلية الشائعة في حياتنا على الضبط الدقيق للمحرك، ومن خلال التحكم في الإشارة الكهربائية عبر حلقة مغلقة بالتغذية الراجعة، يُعدّ المُرمِّز مع العاكس أيضًا وسيلة طبيعية لتحقيق تحكم دقيق.