रैखिक एनकोडर
रैखिक एनकोडर एक सेंसर ट्रांसड्यूसर या रीडहेड है। जो एक मापदंड के साथ जोड़ा जाता है। जो स्थिति को एन्कोड करता है। एन्कोडेड स्थिति को एनालॉग संकेत या डिजिटल सिग्नल में परिवर्तित करने के लिए सेंसर मापदंड को पढ़ता है। जिसे डिजिटल रीडआउट (डीआरओ) या गति नियंत्रक द्वारा स्थिति में डीकोड किया जा सकता है।
एनकोडर वृद्धिशील या निरपेक्ष दोनों में से कोई भी हो सकता है। एक वृद्धिशील प्रणाली में स्थिति समय के साथ गति द्वारा निर्धारित की जाती है। इसके विपरीत एक निरपेक्ष प्रणाली में गति समय के साथ स्थिति द्वारा निर्धारित होती है। रैखिक एनकोडर प्रौद्योगिकियों में ऑप्टिकल, चुंबकीय, आगमनात्मक, कैपेसिटिव और एडी करंट सममिलित हैं। ऑप्टिकल विधियों में छाया, स्व-इमेजिंग और इंटरफेरोमेट्रिक सममिलित हैं। रैखिक एनकोडर का उपयोग मैट्रोलोजी उपकरणों, मोशन प्रणाली, इंकजेट प्रिंटर और डिजिटल कैलीपर्स से लेकर उच्च परिशुद्धता मशीनिंग टूल्स में किया जाता है और मापने वाली मशीनों को चरणों, सीएनसी मिलों, विनिर्माण गैन्ट्री टेबल और सेमीकंडक्टर स्टेपर्स से समन्वयित करता है।
भौतिक सिद्धांत
रैखिक एन्कोडर्स ट्रांसड्यूसर होते हैं। जो स्थिति को एन्कोड करने के लिए कई अलग-अलग भौतिक गुणों का लाभ प्राप्त करते हैं:
स्केल/संदर्भ आधारित
ऑप्टिकल
ऑप्टिकल रैखिक एनकोडर उच्च रिज़ॉल्यूशन बाजार पर दबाव डालते हैं और शटरिंग/मोइरे पैटर्न मोइरे, विवर्तन या होलोग्रफ़ी सिद्धांतों को नियोजित कर सकते हैं। ऑप्टिकल एनकोडर की मानक शैलियों में सबसे स्पष्ट हैं और औद्योगिक स्वचालन अनुप्रयोगों में सबसे अधिक उपयोग किए जाते हैं। ऑप्टिकल एन्कोडर निर्दिष्ट करते समय यह महत्वपूर्ण है कि एन्कोडर में धूल, कंपन और औद्योगिक वातावरण के लिए आम अन्य स्थितियों से संदूषण को रोकने के लिए अतिरिक्त सुरक्षा अंतर्निहित है। विशिष्ट वृद्धिशील मापदंड की अवधि सैकड़ों माइक्रोमीटर से उप-माइक्रोमीटर तक भिन्न होती है। प्रक्षेप नैनोमीटर के रूप में ठीक संकल्प प्रदान कर सकता है।
प्रयुक्त प्रकाश स्रोतों में अवरक्त प्रकाश उत्सर्जक डायोड, दृश्यमान एलईडी, लघु प्रकाश-बल्ब और लेज़र डायोड सममिलित हैं।
चुंबकीय
चुंबकीय रैखिक एनकोडर[1]या तो सक्रिय (मैग्नेटाइज्ड) या पैसिव (वैरिएबल रिलक्टेंस) स्केल को नियोजित करें और सेंस-कॉइल्स हॉल प्रभाव या चुंबकत्व रीडहेड्स का उपयोग करके स्थिति को अनुभव किया जा सकता है।
ऑप्टिकल एनकोडर (सामान्यतः कुछ सौ माइक्रोमीटर से लेकर कई मिलीमीटर तक) की तुलना में मोटे मापदंड की अवधि के साथ एक माइक्रोमीटर के क्रम में संकल्प आदर्श होते हैं।
कैपेसिटिव
कैपेसिटिव लीनियर एनकोडर एक रीडर और स्केल के बीच कैपेसिटेंस को सेंस करके काम करते हैं। विशिष्ट अनुप्रयोग डिजिटल कैलीपर्स हैं और हानि में से एक असमान गंदगी की संवेदनशीलता है> जो स्थानीय रूप से सापेक्ष पारगम्यता को बदल सकती है।
वैद्युत या चुंबकीय उत्पादन संबंधी
वैद्युत या चुंबकीय उत्पादन विधि प्रदूषकों के लिए शक्तिशाली है> कैलीपर्स और अन्य माप उपकरणों की अनुमति देती है> जो शीतलक-प्रमाण हैं।[2] वैद्युत या चुंबकीय माप सिद्धांत का एक प्रसिद्ध अनुप्रयोग इंडक्टोसिन है।[3]
एडी प्रवाह
यूएस पेटेंट 3820110, एड़ी करंट वर्तमान प्रकार डिजिटल एनकोडर और स्थिति संदर्भ इस प्रकार के एनकोडर का एक उदाहरण देता है। जो उच्च और निम्न पारगम्यता, गैर-चुंबकीय सामग्री के साथ कोडित मापदंड का उपयोग करता है। जिसका पता लगाया जाता है और एक के प्रतिरोध में परिवर्तन की देखरेख करके डिकोड किया जाता है। एसी सर्किट, जिसमें एक इंडक्टिव कॉइल सेंसर सममिलित है, मैक्सन एक उदाहरण (रोटरी एनकोडर) उत्पाद (एमआईएलई एनकोडर) बनाता है।[4]
स्केल्स के बिना
ऑप्टिकल इमेज सेंसर
सेंसर एक छवि सहसंबंध पद्धति पर आधारित हैं। सेंसर मापी जा रही सतह से बाद की फोटो लेता है और विस्थापन के लिए छवियों की तुलना करता है।[5] इससे नैनोमीटर तक के रिज़ॉल्यूशन संभव हैं।[6]
अनुप्रयोग
रैखिक एन्कोडर्स के लिए आवेदन के दो मुख्य क्षेत्र हैं:
नाप
मापन अनुप्रयोग में समन्वय-मापने वाली मशीनें (सीएमएम), 3डी स्कैनर त्रिकोण, डिजिटल कैलिपर, गियर माप,[7]तनाव परीक्षक और डिजिटल प्रेसेस (डिआरओ) सम्मिलित हैं।।
मोशन सिस्टम
सर्वो नियंत्रित गति प्रणालियां रैखिक एन्कोडर को नियोजित करती है। जिससे स्पष्ट उच्च-गति गति प्रदान की जा सके। विशिष्ट अनुप्रयोगों में रोबोटिक, मशीनी यन्त्र, एसएमटी प्लेसमेंट उपकरण, पिक-एंड-प्लेस पीसीबी असेंबली, सेमीकंडक्टर हैंडलिंग और टेस्ट उपकरण, वायर बॉन्डर्स, प्रिंटर और डिजिटल प्रेस उपकरण सम्मिलित हैं।[8]
आउटपुट सिग्नल स्वरूप
वृद्धिशील संकेत
रैखिक एन्कोडर में एनालॉग या डिजिटल आउटपुट हो सकता है।
एनालॉग
मानक उद्योग रैखिक एन्कोडर्स के लिए एनालॉग आउटपुट साइन और कोसाइन क्वाडरेचर सिग्नल हैं। ये सामान्यतः प्रसारित अंतर संकेतन होते हैं। जिससे ध्वनि प्रतिरक्षा में सुधार हो सके। एक प्रारंभिक मानक उद्योग में 12μA पीक-पीक करंट सिग्नल था। किन्तु वर्तमान में इसे 1V पीक टू पीक वोल्टेज सिग्नल से बदल दिया गया है। डिजिटल ट्रांसमिशन की तुलना में एनालॉग सिग्नल की कम बैंडविड्थ विद्युत चुम्बकीय संगतता उत्सर्जन को कम करने में सहायता करती है।
एक परिपत्र लिसाजस आकृति प्रदर्शित करने के लिए XY मोड में एक ऑसिलोस्कोप का उपयोग करके चतुर्भुज साइन / कोसाइन संकेतों की सरलता से देखरेख की जा सकती है और उच्चतम स्पष्टता संकेत प्राप्त होते हैं। यदि लिसाजस आकृति गोलाकार (कोई लाभ या चरण त्रुटि नहीं) और पूर्णतयः केंद्रित है। आधुनिक एनकोडर विधि इन त्रुटि तंत्रों को स्वचालित रूप से ट्रिम करने के लिए सर्किटरी का उपयोग करते हैं। रैखिक एन्कोडर की समग्र स्पष्टता स्केल स्पष्टता और रीडहेड द्वारा पेश की गई त्रुटियों का संयोजन है। त्रुटि बजट में स्केल योगदान में रैखिकता और ढलान (स्केलिंग कारक त्रुटि) सममिलित हैं। रीडहेड त्रुटि तंत्र को सामान्यतः चक्रीय त्रुटि या उप-विभागीय त्रुटि (एसडीई) के रूप में वर्णित किया जाता है क्योंकि वे प्रत्येक स्केल अवधि को दोहराते हैं। रीडहेड अशुद्धि में सबसे बड़ा योगदान सिग्नल ऑफ़सेट है। इसके बाद सिग्नल असंतुलन (अण्डाकार) और चरण त्रुटि (चतुर्भुज संकेत ठीक 90 ° अलग नहीं होते हैं)। समग्र सिग्नल आकार एन्कोडर स्पष्टता को प्रभावित नहीं करता है। चूंकि सिग्नल-टू-नॉइज़ और जिटर प्रदर्शन छोटे सिग्नल के साथ कम हो सकता है। स्वचालित सिग्नल कम्पनशेसन तंत्र में स्वचालित ऑफसेट कम्पनशेसन (एओसी), स्वचालित संतुलन कम्पनशेसन (एबीसी) और स्वचालित लाभ नियंत्रण (एजीसी) सममिलित हो सकते हैं। चरण गतिशील रूप से क्षतिपूर्ति करने के लिए अधिक कठिन है और सामान्यतः स्थापना के समय एक बार कम्पनशेसन के रूप में संचालित किया जाता है। अशुद्धि के अन्य रूपों में सिग्नल विरूपण (साइन / कोसाइन संकेतों का अधिकांशतः हार्मोनिक विरूपण) सममिलित है।
डिजिटल
रैखिक वृद्धिशील एनकोडर में दो डिजिटल आउटपुट सिग्नल A और B होते हैं। जो क्वाडरेचर स्क्वायरवेव जारी करते हैं। अपने आंतरिक तंत्र के आधार पर एनकोडर A और B सीधे सेंसर से प्राप्त कर सकता है। जो मूल रूप से प्रकृति में डिजिटल हैं या यह अपने आंतरिक एनालॉग साइन / कोसाइन संकेतों को प्रक्षेपित कर सकता है। बाद की स्थिति में प्रक्षेप प्रक्रिया प्रभावी रूप से स्केल अवधि को उप-विभाजित करती है और इस प्रकार उच्च माप सेंसर संकल्प प्राप्त करती है।
किसी भी स्थिति में एनकोडर दो चैनलों के किनारों के बीच की दूरी के साथ एनकोडर का रिज़ॉल्यूशन होने के साथ क्वाडरेचर स्क्वायरवेव्स को आउटपुट करेगा। रेफरेंस मार्क या इंडेक्स पल्स भी डिजिटल रूप में आउटपुट होता है। एक पल्स के रूप में, जो एक से चार यूनिट-ऑफ-रिज़ॉल्यूशन चौड़ा होता है। इनकी स्थिति की देखरेख करने के लिए आउटपुट संकेतों को सीधे डिजिटल वृद्धिशील एनकोडर इंटरफ़ेस में प्रेषित किया जा सकता है।
रैखिक वृद्धिशील एनकोडर के प्रमुख लाभों में सुधार ध्वनि प्रतिरक्षा, उच्च माप स्पष्टता और स्थिति परिवर्तनों की कम-विलंबता सूचियां है। चूंकि उच्च आवृत्ति, तेज सिग्नल किनारों से अधिक ईएमसी उत्सर्जन हो सकता है।
निरपेक्ष संदर्भ संकेत
साथ ही एनालॉग या डिजिटल वृद्धिशील आउटपुट सिग्नल, रैखिक एन्कोडर्स पूर्ण संदर्भ या स्थिति संकेत प्रदान कर सकते हैं।
संदर्भ चिह्न
अधिकांश वृद्धिशील रैखिक एनकोडर एक इंडेक्स या रेफरेंस मार्क पल्स का उत्पादन कर सकते हैं। जो पावर-अप या पावर के हानि के बाद उपयोग के लिए स्केल के साथ डेटम स्थिति प्रदान करते हैं। यह सूचकांक संकेत मापदंड की एक अद्वितीय अवधि के अन्दर स्थिति की पहचान करने में सक्षम होना चाहिए।
संदर्भ चिह्न में मापदंड पर एक एकल विशेषता एक ऑटोकोरेलेटर पैटर्न (सामान्यतः एक बार्कर कोड) या चिर्प पैटर्न सममिलित हो सकता है।
रीडहेड की स्थिति को परिभाषित करने के लिए डिस्टेंस कोडेड रेफरेंस मार्क (डीसीआरएम) को एक अद्वितीय पैटर्न में स्केल पर रखा जाता है। जिससे न्यूनतम गति (सामान्यतः पिछले दो रेफरेंस मार्क्स चलती है) की अनुमति मिलती है। एक से अधिक समान दूरी वाले संदर्भ चिह्नों को भी मापदंड पर रखा जा सकता है। जैसे कि स्थापना के बाद वांछित मार्कर को या तो चुना जा सकता है या सामान्यतः एक चुंबक के माध्यम से या वैकल्पिक रूप से या अवांछित लेबल का उपयोग करके या पेंट करके अचयनित किया जाता है।
निरपेक्ष कोड
उपयुक्त एन्कोडेड स्केल (मल्टीट्रैक, वर्नियर स्केल, डिजिटल कोड या छद्म-यादृच्छिक कोड) के साथ एक एन्कोडर बिना गति के अपनी स्थिति निर्धारित कर सकता है या संदर्भ स्थिति खोजने की आवश्यकता नहीं है। ऐसे निरपेक्ष एनकोडर सीरियल संचार प्रोटोकॉल का उपयोग करके भी संचार करते हैं। इनमें से कई संचार प्रोटोकॉल स्वामी के अधीन हैं (उदाहरण के लिए फैनुक, मित्सुबिशी, फीडैट (फागोर ऑटोमेशन), हीडेनहैन एनडैट, ड्राइवक्लिक, पैनासोनिक, यास्कावा)। किन्तु बीआईएसएस इंटरफ़ेस जैसे खुले मानक[9]अब प्रतीत हो रहे हैं। जो उपयोगकर्ताओं को किसी विशेष आपूर्तिकर्ता से जोड़ने से बचते हैं।
लिमिट स्विच
कई लीनियर एनकोडर में बिल्ट-इन लिमिट परिवर्तन सममिलित होते हैं या तो ऑप्टिकल या चुंबकीय। दो लिमिट स्विच अधिकांशतः सममिलित होते हैं। जैसे कि पावर-अप पर नियंत्रक यह निर्धारित कर सकता है कि एनकोडर पूरे ट्रैवल के अंत में है और किस दिशा में अक्ष को चलाना है।
भौतिक व्यवस्था और सुरक्षा
रैखिक एनकोडर संल्गन या खुले दोनों प्रकार के हो सकते हैं। संलग्न रैखिक एनकोडर मशीन-टूल जैसे गंदे और विरोधी वातावरण में कार्यरत हैं। वे सामान्यतः एक ग्लास या धातु के मापदंड को घेरते हुए एक एल्यूमीनियम एक्सट्रूज़न सममिलित करते हैं। लचीले लिप सील स्केल को पढ़ने के लिए एक आंतरिक, निर्देशित रीडहेड की अनुमति देते हैं। इस यांत्रिक व्यवस्था द्वारा लगाए गए घर्षण और हिस्टैरिसीस के कारण स्पष्टता सीमित है।
उच्चतम स्पष्टता के लिए सबसे कम माप हिस्टैरिसीस और सबसे कम घर्षण अनुप्रयोग ओपेन रैखिक एनकोडर का उपयोग किया जाता है।
वास्को रोंची या विवर्तन ग्रेटिंग को नियोजित करते हुए रैखिक एनकोडर ट्रांसमिसिव (ग्लास) या परावर्तक स्केल्स का उपयोग कर सकते हैं। स्केल सामग्री में कांच पर क्रोम धातु (स्टेनलेस स्टील, सोना चढ़ाया हुआ स्टील, इन्वार), चीनी मिट्टी की चीज़ें और प्लास्टिक सममिलित हैं। मापदंड स्वावलंबी हो सकता है। सब्सट्रेट (चिपकने वाला या चिपकने वाला टेप के माध्यम से) या ट्रैक माउंटेड के लिए थर्मल रूप से दक्षता प्राप्त हो सकती है। ट्रैक माउंटिंग स्केल को थर्मल विस्तार के अपने गुणांक को बनाए रखने की अनुमति दे सकता है और शिपमेंट के लिए बड़े उपकरणों को तोड़ने की अनुमति देता है।
एनकोडर अनुबंध
- सेंसर संकल्प
- पुनरावर्तनीयता
- हिस्टैरिसीस
- सिग्नल-टू-न्वाइस अनुपात/ध्वनि (इलेक्ट्रॉनिक्स)/घबराना
- लिसाजस फिगर
- चतुर्भुज चरण
- इंडेक्स/रेफरेंस मार्क/डेटम/फिडुशियल मार्कर
- दूरी कोडित संदर्भ चिह्न (डीसीआरएम)
यह भी देखें
संदर्भ
- ↑ "Linear magnetic encoders". RLS. Archived from the original on 2009-10-10. Retrieved 2009-10-30.
- ↑ "ABS Coolant Proof Caliper Coolant Proof Micrometer" (PDF). Archived from the original (PDF) on 2013-11-03. Retrieved 2011-11-15.
- ↑ "Bar Scale". Ruhle Companies, Inc. 2015-03-09. Archived from the original on 2020-05-27. Retrieved 2020-05-27.
- ↑ http://www.maxonmotor.com/downloads/Flyer_EC6_MILE_e_03.09.pdf[dead link]
- ↑ "INTACTON FRABA". FRABA, Inc. 2012-04-23. Archived from the original on 2012-04-25. Retrieved 2011-11-02.
- ↑ "MICSYS - 2D Nano-Resolution Sensor" (PDF). Digital Scale and DRO Systems. Mitutoyo. September 2009. Bulletin No. 1976. Archived from the original (PDF) on 2011-10-13. Retrieved 2011-11-15.
- ↑ "Gear Manufacture - Industries - Wenzel UK - Co-ordinate Measuring Machines - CMM". Wenzel CMM. Archived from the original on 2009-03-28. Retrieved 2009-10-28.
- ↑ "Océ Production Digital Presses - Color High Speed Printers". Archived from the original on 2009-10-10. Retrieved 2009-10-29.
- ↑ "BiSS Interface".
अग्रिम पठन
- Nyce, David S. (2003). Linear Position Sensors: Theory and Application. New Jersey, USA: John Wiley & Sons Inc.
- Hans, Walcher (1994). Position Sensing: Angle and Distance Measurement for Engineers. Butterworth-Heinemann.
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