Encoder là thiết bị gì

CƠ CHẾ HOẠT ĐỘNG CỦA ENCODER
(BỘ MÃ HÓA TÍN HIỆU VÒNG QUAY)

Incremental Encoder  - Bộ mã hóa tín hiệu vòng quay tương đối ( hay còn được gọi tắt là bộ mã hóa vòng quay, bộ mã hóa tương đối) là một thiết bị cơ điện có khả năng làm biến đổi chuyển động tuyến tính(chuyển động thẳng) hoặc chuyển động tròn thành tín hiệu số hoặc xung. Khi có sự thay đổi vị trí trục quay, các bộ mã hoá được sử dụng để kiểm tra góc lệch của trục đang làm việc. Các xung đầu ra của bộ mã hoá được nhận và kiểm soát bởi bộ phận cảm biến, để xác định đúng vị trí máy và tốc độ di chuyển. Nhờ có encoder, các động cơ điện được điều khiển vị trí chính xác theo tín hiệu điều khiển.

Loại mã hóa vòng quay phổ biến nhất hiện nay là bộ mã hóa quang, cấu tạo của chúng gồm một đĩa quay, chất liệu phát quang và thiết bị cảm biến quang. Các đĩa được gắn trên trục quay, làm bằng chất liệu không trong suốt để chắn sáng và một phần diện tích cung trên đĩa sẽ được làm bằng chất liệu trong suốt, chúng có tác dụng tạo dãy mã hóa khi quay và lưu vào bộ nhớ để tiếp tục phân tích. 

Khi đĩa xoay tròn, những phân khúc ánh sáng sáng/tối do hệ quả từ hai loại chất liệu trên đĩa sẽ được bộ phận cảm biến quang tiếp nhận, biến đổi thành tín hiệu số hoặc thành các xung truyền tải dữ liệu. 

Bộ mã hóa vòng quay tín hiệu tương đối sẽ phát ra một dãy tín hiệu xung, tín hiệu xung này sẽ có tăng dần theo số vòng quay của đĩa. Mặc dù mã hóa tương đối có thể không định vị được vị trí chính xác, nhưng nó có thể cung cấp độ phân giải tốt ở mức được chấp nhận (điều này sẽ rất có lợi về mặt giá thành khi sản xuất). Cụ thể, một bộ mã hóa tín hiệu quay tương đối chỉ có một dãy mã hóa đơn duy nhất, có tên gọi là bộ mã hóa thị cự, sẽ phát ra tín hiệu xung có bước sóng lớn nhằm biểu thị được vận tốc khi trục đang chuyển động.

Tuy nhiên, đầu ra của bộ mã hóa cự thị lại không có khả năng biểu thị hướng di chuyển. Để xác định được hướng di chuyển, hai kênh hoặc pha vuông góc sẽ được bộ mã hóa sử dụng để xác định được đúng hướng, chúng hoạt động giống như hai bộ dò và hai đường kiểm tra dãy mã hóa.
   Các loại  mã hóa vòng quay tín hiệu tương đối phổ biến nhất đều sử dụng cơ chế với 2 kênh đầu ra (A và B) để cảm biến, dò và xác định vị trí. Chúng sử dụng hai dãy mã hóa đối xứng lệch pha với nhau một góc 90°, nhờ đó hai đầu ra thuộc hai kênh A, B lệch pha 90 độ này, sẽ xác định được cả vị trí lẫn hướng quay.

Cụ thể, ví dụ như nếu tín hiệu A xuất hiện trước tín hiệu B, thì các đĩa sẽ quay theo chiều kim đồng hồ. Còn nếu như dãy mã hóa B đi trước A, thì các đĩa sẽ quay theo hướng ngược chiều kim đồng hồ. Vì vậy, bằng cách theo dõi cả về số xung lẫn pha của tín hiệu của A và B, bạn có thể nắm bắt được vị trí lẫn hướng quay của bộ mã hóa vòng quay tín hiệu tương đối.

Ngoài ra, một số bộ mã hóa có tín hiệu vuông góc còn có thêm một kênh đầu ra thứ 3 (tín hiệu Z), được gọi là tín hiệu gốc hay tín hiệu chuẩn, trong đó, chúng chỉ cung cấp một xung duy nhất lặp đi lặp lại khi đĩa quay đủ 1 vòng quay.

Loại xung đơn này có thể được ứng dụng để xác định chính xác vị trí  trong hệ quy chiếu trục máy bên trong hộp máy.