ما هو المشفر؟
أثناء تشغيل المحرك، يتم تحديد حالة المحرك من خلال مراقبة المعلمات في الوقت الفعلي مثل التيار وسرعة الدوران والموضع النسبي للاتجاه المحيطي للعمود الدوار.محركالجسم والمعدات التي يتم سحبها، بالإضافة إلى التحكم في الوقت الحقيقي للمحرك وظروف تشغيل المعدات، وبالتالي تحقيق التحكم في السرعة، وتنظيم السرعة، والعديد من الوظائف المحددة الأخرى.
هنا، فإن تطبيق المشفر كعنصر قياس أمامي لا يبسط نظام القياس إلى حد كبير فحسب، بل يجعله أيضًا دقيقًا وموثوقًا وقويًا.
المُشفِّر هو مستشعر دوار يُحوِّل موضع وإزاحة الأجزاء الدوارة إلى سلسلة من الإشارات النبضية الرقمية، التي يجمعها نظام التحكم ويُعالجها لإصدار سلسلة من الأوامر لضبط حالة تشغيل الجهاز وتغييرها. عند دمج المُشفِّر مع قضيب تروس أو برغي لولبي، يُمكن استخدامه أيضًا لقياس الكميات الفيزيائية لموضع وإزاحة الأجزاء المتحركة الخطية.
التصنيف الأساسي للمُرمِّز
المشفر هو مزيج ميكانيكي وإلكتروني وثيق من أجهزة القياس الدقيقة، للإشارة أو البيانات للترميز والتحويل والاتصالات والنقل وتخزين بيانات الإشارة.
المُشفِّر هو جهاز قياس دقيق يجمع بين مكونات ميكانيكية وإلكترونية لتشفير الإشارات والبيانات وتحويلها ونقلها وتخزينها. يُصنّف المُشفِّر وفقًا لخصائصه المختلفة كما يلي: قرص الترميز ومقياس الترميز: يُحوّل الإزاحة الخطية إلى إشارات كهربائية، ويُسمى مُشفِّر مقياس الترميز، والإزاحة الزاوية إلى اتصالات لقرص الترميز. - مُشفِّر تزايدي: يُوفّر معلومات مثل الموضع والزاوية وعدد اللفات، وما إلى ذلك، بالإضافة إلى عدد النبضات لكل دورة لتحديد معدل الفصل. - مُشفِّر مطلق: يُوفّر معلومات مثل الموضع والزاوية وعدد الدورات بزيادات زاوية، وتُعطى كل زيادة زاوية رمزًا فريدًا.
-المشفرات المطلقة الهجينة: تنتج المشفرات المطلقة الهجينة مجموعتين من المعلومات: مجموعة واحدة من المعلومات تستخدم لاكتشاف موضع الأقطاب المغناطيسية، مع وظيفة المعلومات المطلقة؛ والمجموعة الأخرى هي بالضبط نفس معلومات الإخراج للمشفرات التزايدية.
أجهزة الترميز المستخدمة بشكل شائع لـالمحركات
مُشفِّر تزايدي
باستخدام مبدأ التحويل الكهروضوئي مباشرةً، يتم إخراج ثلاث مجموعات من نبضات الموجة المربعة A وB وZ. يبلغ فرق طور مجموعتي النبضات A وB 90 درجة، مما يُمكّن من تحديد اتجاه الدوران بسهولة؛ حيث تُنتج كل دورة نبضة من طور Z، مما يُستخدم لتحديد موضع النقطة المرجعية. المزايا: مبدأ تصنيع بسيط، وعمر ميكانيكي متوسط يصل إلى عشرات الآلاف من الساعات أو أكثر، ومقاومة عالية للتداخل، وموثوقية عالية، ومناسب للنقل لمسافات طويلة. العيوب: لا يمكن إخراج معلومات الموضع المطلق لدوران العمود.
مُشفِّرات مطلقة
مستشعر رقمي ذو خرج مباشر، قرص رمز دائري للمستشعر على طول الاتجاه الشعاعي لعدد من قنوات الرمز متحدة المركز، كل قناة بها قطاعات شفافة للضوء وغير منفذة للضوء بين تكوين عدد قطاعات قناة الرمز المتجاورة هي علاقة مزدوجة بين عدد قنوات الرمز على قرص الرمز هو عدد الأرقام الثنائية على عدد قنوات الرمز هو عدد بتات قرص الرمز الخاص بها، في قرص الرمز من جانب مصدر الضوء، يوجد عنصر حساس للضوء على الجانب الآخر المقابل لكل قناة رمز؛ عندما يكون قرص الرمز في وضع مختلف، يقوم العنصر الحساس للضوء وفقًا للضوء أو لا بتحويل إشارة المستوى المقابلة لتكوين رقم ثنائي. عندما يكون قرص الرمز في أوضاع مختلفة، يقوم كل عنصر حساس للضوء بتحويل إشارة المستوى المقابلة وفقًا لما إذا كان مضاءً أم لا لتكوين رقم ثنائي.
يتميز هذا النوع من أجهزة التشفير بعدم حاجته إلى عداد، ويمكن قراءة رمز رقمي ثابت مطابق للموضع في أي موضع من العمود الدوار. ومن البديهي أنه كلما اتسعت قناة التشفير، زادت الدقة. أما بالنسبة لجهاز تشفير بدقة ثنائية N-بت، فيجب أن يحتوي قرص التشفير على N قناة باركود. تتوفر حاليًا أجهزة تشفير مطلقة 16 بت.
مبدأ عمل المشفر
من خلال مركز مع عمود لوحة الكود الضوئية، والذي يحتوي على حلقة من خلال الخطوط الداكنة، هناك أجهزة إرسال واستقبال ضوئية للقراءة، للحصول على أربع مجموعات من إشارات الموجة الجيبية المدمجة في A، B، C، D، كل موجة جيبية مع فرق طور 90 درجة (نسبة إلى موجة محيطية لـ 360 درجة)، عكس إشارة C، D، متراكبة على مرحلتين A، B، والتي يمكن تعزيزها لتثبيت الإشارة؛ والآخر كل دورة لإخراج نبضة طور Z نيابة عن موضع المرجع صفر.
بما أن الفرق بين الطورين A وB هو 90 درجة، فيمكن مقارنته مع الطور A في المقدمة أو الطور B في المقدمة، وذلك من أجل التمييز بين الدوران الموجب والعكسي للمشفر، ومن خلال النبضة الصفرية، يمكنك الحصول على موضع المرجع الصفري للمشفر.
مادة قرص التشفير هي الزجاج والمعدن والبلاستيك. يتم ترسيب القرص الزجاجي في الزجاج على خط منقوش رفيع جدًا، ويتميز باستقرار حراري جيد ودقة عالية. يمر القرص المعدني مباشرة دون اجتياز الخط المنقوش، وهو ليس هشًا، ولكن بسبب سمك معين من المعدن، تكون الدقة محدودة، وسيكون استقراره الحراري أسوأ من استقرار الزجاج بمقدار كبير. القرص البلاستيكي اقتصادي، وتكلفته منخفضة، لكن دقته واستقراره الحراري وعمره الافتراضي أسوأ.
الدقة - المشفر الذي يوفر عدد الخطوط الواضحة أو الداكنة لكل 360 درجة من الدوران يسمى الدقة، والمعروفة أيضًا باسم دقة الفهرس، أو تسمى مباشرة عدد الخطوط، وعادة ما تكون 5 ~ 10000 خط لكل مؤشر دورة.
مبادئ قياس الموضع والتحكم في التغذية الراجعة
تحتل أجهزة التشفير مكانة بالغة الأهمية في المصاعد، وأدوات الآلات، ومعالجة المواد، وأنظمة تغذية المحرك، ومعدات القياس والتحكم. تستخدم أجهزة التشفير شبكات بصرية ومصادر ضوء تحت أحمر لتحويل الإشارات الضوئية إلى إشارات كهربائية TTL (HTL) عبر جهاز استقبال، يعكس بصريًا زاوية دوران المحرك وموقعه من خلال تحليل تردد مستوى TTL وعدد المستويات العالية.
نظرًا لأنه يمكن قياس الزاوية والموضع بدقة، فمن الممكن تكوين نظام تحكم حلقة مغلقة مع المشفر والعاكس لجعل التحكم أكثر دقة، وهذا هو السبب في أنه يمكن استخدام المصاعد وأدوات الآلات وما إلى ذلك بدقة.
ملخص
باختصار، ندرك أن المُشفِّر ينقسم إلى نوعين، تزايدي ومطلق، وفقًا لبنيته. كما تُحوِّل الإشارات الأخرى، مثل الإشارات الضوئية، إلى إشارات كهربائية قابلة للتحليل والتحكم. وبما أننا نعيش في عصر المصاعد التقليدية، فإن أدوات الماكينة تعتمد فقط على التنظيم الدقيق للمحرك، من خلال التحكم في الحلقة المغلقة من خلال تغذية راجعة للإشارة الكهربائية. كما أن استخدام المُشفِّر مع محول التردد أمرٌ بديهي لتحقيق تحكم دقيق.
وقت النشر: ٢٣ فبراير ٢٠٢٤