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Encoder zur Überwachung der Rotationsbewegung

In vielen industriellen Automatisierungs- und Steuerungssystemen ist es notwendig, die Drehbewegung von Wellen oder anderen mechanischen Elementen zu überwachen oder die Drehzahl von Elektro- oder Verbrennungsmotoren zu berechnen. Zu diesem Zweck werden Encoder verwendet - Geräte zur Messung von Drehbewegungen. Diese Elemente unterscheiden sich in Möglichkeiten und Parametern. Es wird in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, von der präzisen Winkelmessung mit sofortiger, absoluter Winkelmessung mit einer Auflösung von weniger als einem Grad bis hin zu kostengünstigen Drehzahlüberwachungssystemen, z.B. eines Motors, die jeweils einen einzigen elektrischen Impuls zurückgeben Umdrehung der überwachten Welle.

Absolut- und Inkrementalgeber - verschiedene Arten der Impulszählung

Es gibt zwei Haupttypen von Drehgebern – absolut und inkremental. Der Ausgang des Absolutwertgebers zeigt die aktuelle Position der Welle und ist damit ein Winkelgeber. Der Ausgang des Inkrementalgebers liefert Informationen über die Bewegung der Welle, die typischerweise an anderer Stelle in Informationen wie Position, Geschwindigkeit und Entfernung umgewandelt werden. Der Absolutwertgeber behält die Positionsinformationen auch nach dem Abschalten der Stromversorgung bei. Seine Position ist immer sofort nach dem Einschalten verfügbar. Dadurch ist es nicht notwendig, das Gerät regelmäßig zu kalibrieren. Der Inkrementalgeber hingegen misst nur Positionsänderungen. Er verfolgt jedoch nicht die absolute Position. Infolgedessen muss das mechanische System möglicherweise regelmäßig kalibriert werden.

Integrierte magnetische Encoder zum Zählen der Umdrehungen

Berührungslose Encoder verwenden die Hall-Sensor-Technologie, um das Magnetfeld zu erfassen. Die kreisförmige Anordnung von Magnetsensoren erfasst die senkrechte Komponente des Magnetfelds des sich bewegenden Magneten. Die Signale werden dann auf einem integrierten Schaltkreis aufsummiert und verstärkt. Wenn sich der Magnet dreht, werden zwei Signale erzeugt, Sinus und Cosinus. Der Winkelwert der Verschiebung wird aus den Sinus- und Kosinuswellenformen berechnet. Schaltkreise wie der AM4096 verwenden dafür schnelle digitale Interpolatoren. Diese Arten von Encodern sind mit digitalen Schnittstellen ausgestattet, die den Anschluss eines solchen Systems beispielsweise an einen Mikrocontroller oder einen Einplatinencomputer ermöglichen.