Absolutwert Encoder

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Allgemeine Informationen

Encoder oder Drehgeber werden eingesetzt zur digitalen Messung von Drehwinkeln. Als Ausgangssignal wird ein elektrisches Signal proportional zum Winkel oder der Änderung des Winkels errechnet. Hierbei wird unterschieden zwischen Inkrementalwertgebern und Absolutwertgebern. Diese Encoder werden besonders dann eingesetzt wenn eine höhere Genauigkeit zur Positionierung gefordert ist, beispielsweise in der Ausrichtung von Solarpanels, Schweißanlagen uvm.

Der Unterscheid zwischen beiden Gebern liegt in der Messweise. Inkrementalgeber benötigen Referenzwerte zur Ermittlung der Winkelposition, durch welche die Änderung der Winkelposition errechnet wird. Absolutwertgeber können eindeutige Werte ohne Referenzpunkte über den gesamten Auflösebereich messen. Die Wertausgabe vom Absolutwertgeber zur Steuerung erfolgt teilweise seriell. Gängige Protokolle sind hierbei die BiSS-Schnittstelle oder per SSI-Schnittstelle (Synchron-Serielle Schnittstelle). Neben der seriellen Übertragung können Absolutwertgeber auch über verschiedene Bussysteme Daten übertragen wie beispielsweise:

  • Profibus-Schnittstelle
  • CAN-/CANOpen-Bus-Schnittstelle (CAN in Automation)
  • DeviceNet-Schnittstelle
  • AS-Interface
  • Ethernet-Protokolle (z. B. ProfiNet, EtherCAT, Ethernet Powerlink)

Bei weiteren Fragen oder Berechnungen zur Kompatibilität zu Ihrer Anlage erreichen Sie uns per Telefon oder E-Mail. Wir helfen Ihnen gerne.

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Zusätzliche Informationen

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Größen. v.
Marke

ATH Technik

Variante

Standard, Programmierbar, Optisch

Codierung

Es bestehen hauptsächlich zwei verschiedene Codierungsarten für programmierbare Encoder. Dieses sind gewöhnlicher Binärcode und der Gray-Code. Bei der Verwendung von Binärcode besteht jedoch das Problem, dass sich mehrere Bits gleichzeitig ändern können. Ein Bespiel hierzu ist der Wechsel von 3 (binär 011) auf 4 (binär 100), bei dem sich drei Bits auf einmal ändern. Das kann an der jeweiligen Position zu fehlerhaften Werten führen, wenn teilweise noch Bits der alten Position gelesen werden, und manche Bits schon die nächste Position registrieren. Verhindert werden kann dieses mit der Gray-Codierung, bei denen benachbarte Positionen sich immer nur in einem einzigen Bit unterscheiden können. Dabei handelt es sich ebenfalls um einen Binärcode, der mit beliebiger Länge verwendet werden kann, wobei jeweils genauso viele Zahlen darstellbar sind, wie mit normalem Binärcode. Um einen Gray-Code durch ein zusätzliches Bit zu erweitern, wird der bisherige Code in den neuen Bereich gespiegelt. Zusätzlich wird dort das hinzugekommene Bit auf 1 gesetzt.

Absolutwertgebertypen

Unterschieden werden Absolutwergeber in Singleturn- und Multiturn-Drehgebern. Hierbei können Singleturngeber nur eine Umdrehung auflösen und Multiturn-Drehgeber mehrere in Abhängigkeit der Auflösung.

Singleturn-Drehgeber können durch die Auflösung von nur einer Umdrehung idealerweise bei Anwendungen eingesetzt werden die schwenkende Bewegungen ausführen, da nur innerhalb einer Umdrehung der Drehwinkel bekannt ist. Um bei mehreren Umdrehungen die Position zu erfassen muss die Steuerung die Umdrehungen mitzählen. Dieses ist bei Anwendungen mit hohen Umdrehungszahlen, wie bei Elektromotoren, komplex da die Umdrehungen nach dem Ausschalten weiter gespeichert werden müssen.

Für solche Anwendungsfälle ist ein Multiturn-Drehgeber besser geeignet, da bei jeder Winkelposition und jeder vollen Umdrehung ein Positionswert zugeordnet wird. Eine Nullstellung oder Referenzfahrt entfällt. Diese Art von Drehgeber ist ideal geeignet für unsere Schwenkantriebe, da zu jedem Zeitpunkt die Position der schnelldrehenden Schneckenwelle erfasst wird. Hierdurch wird eine genaue Auswertung und Ausrichtung der Position des Schwenkantriebs ermöglicht.

Abtastverfahren

Die Genauigkeit des Abtastens wird maßgeblich durch das Abtastverfahren bestimmt. Hierzu bestehen hauptsächlich zwei gängige Verfahren: Das elektromagnetische Verfahren und optische Verfahren. Beim elektromagnetischen Verfahren erfolgt die Codierung durch Lageauswertung eines rotierenden Magneten. Weniger verbreitet ist die Auswertung eines durch eine Maßverkörperung modulierten Magnetfeldes per Nonius-Spur. Die Genauigkeit dieses Verfahrens beträgt bei unseren Drehgebern: ±0,5°.

Bei Systemen mit optischer Erfassung erfolgt die Codierung über eine Codescheibe. Mit Hilfe eines optischen Elementes werden die Codespuren von der Scheibe abgetastet. Für eine parallele Abtastung ist für jedes zu erfassende Bit eine separate Codespur nötig, die dann einzeln abgetastet wird. Die Genauigkeit dieses Verfahrens beträgt bei unseren Drehgebern: ±0,007°.

Kontakt

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