Hoe werkt een encoder?
Encoders zijn sensoren die beweging omzetten in elektrische signalen, waardoor machines en systemen positie, snelheid en richting nauwkeurig kunnen meten. Ze worden veel gebruikt in industriële automatisering, robotica en motion control-toepassingen. Bij het selecteren van de juiste encoder moeten een aantal belangrijke keuzes gemaakt worden:
- Type: Incrementeel of absoluut
- Meetmethode: Magnetisch of optisch
- Bouwvorm: Roterend of lineair of bearingless
Afhankelijk van de toepassing kunnen deze keuzes een groot verschil maken in prestaties en betrouwbaarheid. Op deze pagina leest u alles over de verschillende typen en hoe u de juiste encoder voor uw toepassing kiest!
Incrementele vs absolute encoders
Encoders zijn er in twee hoofdtypen: incrementeel en absoluut.
- Incrementele encoders genereren pulsen terwijl de as beweegt en meten alleen relatieve veranderingen. Om een exacte positie te bepalen, is een referentiepunt nodig. Dit betekent dat bij een stroomonderbreking de positiebepaling verloren gaat en d.m.v. een referentiemeting opnieuw moet worden ingesteld.
Incrementele encoders - Absolute encoders geven daarentegen elke positie een unieke code, waardoor de encoder altijd de absolute positie kan bepalen, zelfs nadat de voedingsspanning onderbroken is, zelfs na verdraaiing terwijl de encoder geen voeding had. Absolute encoders zijn verkrijgbaar in single-turn en multi-turn varianten. Single-turn encoders meten de positie binnen één rotatie van de as en beginnen opnieuw met tellen na iedere volledige rotatie. Multiturn encoders tellen daarentegen door, ook bij meerdere rotaties. Hierdoor zijn multi-turn encoders beter geschikt voor toepassingen met grotere bewegingsbereiken.
Absolute encoders
De keuze tussen incrementeel en absoluut hangt af vooral af van de vereiste om na stroomonderbrekingen de positie te kunnen bepalen zonder eerst een referentiepunt te bereiken. Als dit niet nodig is, is een incrementele encoder goedkoper. Als dit wel vereist is, is een absolute encoder de enige oplossing.
Meetmethodes voor encoders: optisch vs magnetisch
Encoders kunnen op verschillende manieren beweging meten, waarbij optisch en magnetisch veruit de meest gebruikte technologieën zijn.
- Optische encoders maken gebruik van een schijf met geëtste patronen en een lichtsensor om beweging nauwkeurig te detecteren. Ze bieden een hoge resolutie en precisie, waardoor ze ideaal zijn voor toepassingen die extreme nauwkeurigheid vereisen, zoals geavanceerde robots en precisiebewerkingsmachines. Een nadeel is dat ze gevoeliger zijn voor stof, vuil en trillingen, wat hun betrouwbaarheid in ruwe omgevingen kan verminderen.
- Magnetische encoders gebruiken een magnetisch veld om de positie te bepalen. Ze zijn robuuster en beter bestand tegen vervuiling, trillingen en extreme omgevingsomstandigheden. Hierdoor zijn ze geschikt voor zware industriële toepassingen, zoals motorbesturingen en automatiseringssystemen. Een aandachtspunt is echter dat sterke externe magneetvelden, bijvoorbeeld van krachtige elektromotoren of magnetische componenten, de metingen kunnen beïnvloeden en storingen kunnen veroorzaken.
Optisch | Magnetisch | |
Kosten | - | + |
Nauwkeurigheid | + | - |
Robuustheid | - | + |
Invloed van externe magneetvelden | + | - |
Bouwvormen voor encoders: Roterend of lineair of bearingless
Encoders zijn verkrijgbaar in verschillende bouwvormen, afhankelijk van de toepassing en de manier waarop beweging wordt gemeten. De drie meest voorkomende varianten zijn roterend, lineair en bearingless encoders.
- Roterende encoders meten de hoekpositie of rotatie van een as. Ze worden direct op een roterende component gemonteerd en zijn beschikbaar als zowel incrementele als absolute encoders. Ze worden veel gebruikt in motorbesturingen, robotica en industriële automatisering.
- Lineaire encoders meten verplaatsing langs een rechte lijn in plaats van rotatie. Ze bestaan uit een meetlat of schaal en een sensor die de beweging detecteert. Lineaire encoders worden vaak toegepast in CNC-machines, meetapparatuur en geautomatiseerde transportsystemen waar nauwkeurige lineaire positionering vereist is.
- Bearingless encoders zijn roterende encoders zonder geïntegreerde lagers. In plaats daarvan gebruiken ze externe sensoren en een aparte coderingsring, waardoor ze minder slijtage vertonen en een langere levensduur hebben. Ze worden vaak toegepast in industriële motoren en aandrijvingen waar minimale mechanische wrijving en onderhoud gewenst zijn. Daarnaast hebben deze encoders een hele compacte inbouwdiepte.
De keuze voor de juiste bouwvorm hangt af van de toepassing: roterende encoders voor draaiende assen, lineaire encoders voor nauwkeurige lineaire bewegingen en bearingless encoders voor onderhoudsarme en duurzame oplossingen in veeleisende omgevingen.
Meer weten over encoders?
Neem vrijblijvend contact op voor meer informatie of hulp bij uw toepassing!