חיישנים במערכות הינע

2015-07-30 19:25

חיישנים במערכות הינע

קמי בן-שם פלדשו - חזי קורן


עם התפתחות כל נושא הבקרה בתחום ההנעה , גדל הצורך בשימוש בחיישנים שונים, הן כחיישנים המחוברים ישירות על העומס והן כחיישנים המולבשים על צירו האחורי של המנוע. יותר ויותר מתבלט השימוש בחיישן מסוג אנקודר.
במאמר זה נתמקד בהגדרת האנקודר , מהם סוגי האנקודר השונים , וכיצד נוכל להפיק מהם את תועלת במערכות הבקרה שאנו עומדים לפני תכנונן.
 

האנקודר הינו חלק ממשפחת חיישני ההינע הכוללת:

• רזולברים
• סרוו פוטנציומטרים
• סינכרו
• טכומטרים
• אינדוקטוסין ורכיבי אינדוקציה נוספים

 

האנקודרים מתחלקים לשני סוגים מבחינת סוג היציאה -

* אנקודרים אינקרמנטליים ( או מנתיים ) .
* אנקודרים אבסולוטיים ( או מוחלטים ) .

באנקודר אינקרמנטלי כל יציאה או פולס מייצג " אינקרמנט " אחד או מנה אחת של מידע מסך כל המנות לסיבוב שלם ומכאן שמו – אנקודר אינקרמנטלי. חשוב להבין כי באנקודר מסוג זה , כל מנה או פולס ביציאה אינה שונה מהמנה או הפולס הקודם , מכאן שאין למנה האינקרמנטלית כתובת או התייחסות לתחילת סיבוב או תחילת המהלך .לעומת זאת באנקודרים אבסולוטיים , אות המוצא יחסי תמיד לנקודת ההתחלה או ל"בית" המוגדר גם כ –“ Homing Point” .

האנקודר האנקרמנטלי האופטי הינו הפופולרי ביותר ומורכב מהיחידות הבאות :

• מקור פולט אור – לרוב LED בעל אורך חיים גבוה .
• דיסקית קידוד – העשויה מתכת דקה או זכוכית – עם חריצים או קווים במרווחים
קבועים בהיקפה ומאוזנת לציר .
• קולטי אור .
• מעגל משולב – ASIC or OPTO ASIC .


אופן פעולתו של אנקודר אופטי :

כאשר דיסקית הקידוד מסתובבת בין צמד אופטי הבנוי מ – LED וקולט אור , נקלטים הבזקי האור החודרים מבעד לחריצי הדיסקית על ידי קולט האור , ומעובדים לפולסים בעלי תצורה של גל מרובע ותבנית קבועה .תאור זה מתאים לאנקודר עם ערוץ אחד במוצא , וסימנו של ערוץ זה הינו " A " .
אנקודר בעל ערוץ אחד מכונה גם טכו דיגיטלי ( או Digital Tacho ) , שכן בעת ספירת הפולסים מערוץ זה ודיגום לפי זמן, ניתן בקלות יתרה לחשב את מהירות סיבובו של המנוע . מקובל להוסיף גם ערוץ שני , אך בהפרש מופע של 90 מעלות חשמליות יחסית לערוץ הראשון – ערוץ A . תפקידו של הערוץ השני – ע"י בדיקה חשמלית איזה ערוץ מופיע ראשון – לתת מידע על כוון הסיבוב . לערוץ השני ניתן הסימון " B ".כמו-כן מקובל גם להוסיף ערוץ שלישי – שסימונו " Z " – המכונה ערוץ האינדקס או ערוץ הבית.ערוץ Z מתאפיין בכך שרק פעם אחת בכל סיבוב מתקבל אות ( פולס ) יציאה , כך שעל ידי רישומו ניתן לקבל מידע על תחילת סיבוב חדש מנקודת המוצא .

לאנקודר האופטי האנקרמנטלי , תכונות ויתרונות רבים . נציין רק חלק מהן , המסבירים את הפופולריות הרבה לו זוכה חיישן זה כיום:

• אות יציאה דיגיטלי – גל מרובע , נח לספירה ועיבוד .
• פועל היטב גם בסביבה רועשת רכיבים אופטיים .
• אורך חיים גבוה – מעל 100,000 שעות .
• קשיח ועמיד במאמצים מכניים .
• מותאם לטמפרטורת עבודה עד מינוס 40 מעלות צלסיוס .
• רזולוציה ודיוק גבוהים .
• הרכבה נוחה על ציר מנוע או בצמוד לציר סופי .
• מידות קטנות ומשקל נמוך – לדוגמה קוטר של 16 מ"מ ומשקל של 20 גרם .

• לדוגמה – 2 אנקודרים קטנים עם רזולוציה גבוהה -


אנקודר בקוטר 16 מ"מ , 3600 פולסים לסיבוב , עם ציר.

 

 

ולעומתו אנקודר בקוטר 24 מ"מ, 5000 פולסים לסיבוב, ללא ציר ,
לצורך הרכבה על ציר מנוע או ציר אחר .


 

 

סוגי יציאות הפולסים מהאנקודר:

מקובלות כיום שלושה סוגי יציאות -

o יציאת Single End – לרוב עם שלושה ערוצים – A,B,Z .
o יציאת Inverted – כאשר הערוצים הינם משלימים , כלומר A+B+Z
בלוגיקה שלילית (עם קו עליהם).
o יציאת Differential - שלושה ערוצים רגילים ושלושה ערוצים משלימים .


ראה דיאגרמה מס' 1 המדגימה את שלושת סוגי היציאות .

 

סוגי יציאות המתח מהאנקודר : גם כאן מקובלות כיום שלושה סוגי יציאות חשמליות -

o יציאת Voltage – יציאת המתח
הסטנדרטית , לרוב למתחי 5VDC
או 10 עד 30 VDC , כאשר ניתן גם לקבל מתחים דיסקרטיים של 12
או 24 וולט .
o יציאת קולט פתוח - Open Collector .
יציאת Line Driver , המאפשרת העברת אותות למרחקים גדולים תוך קיזוז
סטיית האות על ידי תאום .

ראה דיאגרמה מס' 2 המדגימה את שלושת סוגי יציאות המתח.

 

כיום נמצאים בשוק ומשווקים במחירים סבירים אנקודרים בעלי רזולוציה עד 81,000 פולסים לסיבוב , כאשר בין הפופולריים ביותר ניתן למצוא אנקודרים בקטרים של 16 מ"מ , 24 מ"מ וכן אנקודרים בקוטר של 50 מ"מ עם רזולוציה של 12,500 פולסים לסיבוב .

במאמר הבא בסדרה נתייחס לעומק לניתוח היציאות הבינריות של אנקודר וכן נפרט את מדידת דיוקו וסטיותיו של אנקודר אינקרמנטלי .
 

קודם

חפש באתר

רחוב הרצל 75 בפסאז', רמת גן. טלפון: 03-6722003 , פקס: 03-6722077

Powered by Webnode

מגנטים לתעשיה | מגנטים ניאודימיום |מנועים קטנים |מנועי צעד |סולנואידים |מנוע זרם ישר |