Абсолютный или инкрементный, оптический или магнитный.

Линейные энкодеры контролируют линейное перемещение и обеспечивают обратную связь по положению в виде электрических сигналов. В сервоприводных системах линейные энкодеры обеспечивают точное положение груза, как правило, в дополнение к обратной связи по скорости и направлению, обеспечиваемой вращающимся энкодером двигателя. В шаговых системах, которые обычно работают в режиме разомкнутого контура без обратной связи по положению, добавление линейного энкодера повышает точность и надежность системы позиционирования без необходимости использования серводвигателя, что снижает стоимость и сложность системы.

Обратная связь: абсолютная или инкрементная

При выборе линейного энкодера первым делом следует определить, какой тип обратной связи необходим для данной задачи — абсолютный или инкрементальный. Абсолютные энкодеры присваивают каждой позиции уникальное цифровое значение, что позволяет им сохранять точную информацию о положении даже при отключении питания.

Инкрементальные энкодеры работают, генерируя определённое количество импульсов на единицу перемещения и подсчитывая эти импульсы по мере перемещения груза. Поскольку они просто подсчитывают импульсы, инкрементальные энкодеры теряют опорное положение при отключении питания. Для определения фактического положения груза при запуске или перезапуске требуется последовательность возврата в исходное положение. Это означает, что датчик (и груз) должны переместиться в исходное положение, и оттуда он может начать определять положение груза. Имейте в виду, что даже если фактическое положение груза при запуске или перезапуске не критично, выполнение последовательности возврата в исходное положение может быть нежелательным с точки зрения времени и производительности. Это особенно важно в приложениях с длинными ходами и низкими скоростями, например, в станках, где возврат в исходное положение может быть трудоёмким процессом.

Выходные данные абсолютных и инкрементальных энкодеров различаются и также учитываются при интеграции в схему управления системы. Абсолютные линейные энкодеры формируют цифровой выходной сигнал, или «слово», которое отображает фактическое положение устройства. Разрешение абсолютного энкодера определяется количеством бит в слове.

Инкрементальные энкодеры выдают квадратурный выходной сигнал с двумя каналами, сдвинутыми по фазе на 90 градусов. (Двухканальный выход позволяет контролировать как положение, так и направление. Если требуется только положение, используется только один канал.) Некоторые инкрементальные энкодеры выдают третий канал с одним импульсом, который используется в качестве индекса или опорного положения для возврата в исходное положение. Количество импульсов на расстояние (дюйм или миллиметр) определяет разрешение инкрементального энкодера. Однако разрешение можно увеличить вдвое, подсчитав как передний, так и задний фронт импульса с одного канала, или вчетверо, подсчитав передний и задний фронт импульсов с обоих каналов.

Технология: оптическая или магнитная

После того, как принято решение об инкрементальной или абсолютной обратной связи, следующим шагом становится вопрос о том, какая технология датчиков должна быть оптической или магнитной. Хотя оптические энкодеры исторически были единственным вариантом для разрешения ниже 5 микрон, усовершенствования в технологии магнитных шкал позволяют им достигать разрешения до 1 микрона.

Оптические энкодеры используют источник света и фотодетектор для определения положения, но использование света делает их чувствительными к грязи и мусору, которые могут искажать сигнал. Эффективность оптических энкодеров во многом зависит от зазора между датчиком и шкалой, который необходимо правильно установить и поддерживать, чтобы гарантировать целостность сигнала. Это означает, что монтаж должен выполняться осторожно, а удары и вибрации следует избегать.

Магнитные энкодеры используют магнитную считывающую головку и магнитную шкалу для определения положения. В отличие от оптических энкодеров, магнитные энкодеры практически не подвержены воздействию грязи, мусора и жидкостей. Удары и вибрации также менее подвержены влиянию на работу магнитных энкодеров. Однако они чувствительны к магнитным частицам, например, стали или железа, поскольку они могут создавать помехи магнитному полю.

Хотя линейные энкодеры часто являются дополнительным компонентом системы, во многих случаях их преимущества перевешивают дополнительные трудозатраты и стоимость. Например, в системах с шарико-винтовой передачей при использовании линейного энкодера можно выбрать винт меньшей точности, поскольку обратная связь от энкодера позволяет контроллеру компенсировать ошибки позиционирования, вносимые винтом.