Датчик положения с тросиком

Тросовые датчики положения

Принцип работы

Датчики положения WS определяют положение абсолютно или инкрементально, с использованием тросика из нержавеющей стали. Использование различных конструкций с диапазонами до 60.000 мм, компактность и ударопрочность делают эти датчики идеальным решением для задач измерения длины и положения. Датчики положения WS состоят из следующих компонентов:

• точно откалиброванный трос
• барабан для троса
• пружинный привод
• элемент датчика, измеряющий угол
• электроника датчика

Измерительный трос намотан по спирали вокруг барабана. Для определения положения измерительный трос отматывается на нужную длину против возвращающего усилия пружинного привода. Процесс разматывания измерительного троса с барабана преобразует линейное перемещение троса в изменение угла поворота. Это изменение угла, с использование при этом энкодера или потенциометра, преобразовывается в электрический выходной сигнал.

Доступные типы аналоговых выходов включают: потенциометр, 0-10 В, 4-20 мА, аналоговый выведенный в SSI. Цифровые выходы включают в себя инкрементальный энкодер, абсолютный энкодер, SSI, CANopen, Profibus, Interbus-S или RS-232.

• Быстро и легко монтируется
• Требует минимально необходимое линейное направление
• Компактный
• Устойчив к ударам и вибрации
• Высокая степень защиты до IP67
• Линейность 0,01%
• Высокая скорость измерения до 20 м/с
• Диапазон измерения до 60.000 mm
• Много типов выходов: 10V, 4-20mA,инкрементальный и абсолютный энкодеры, SSI, CAN bus, Profibus, Asi bus

Источник

Тросовые датчики линейного перемещения Celesco

Канатиковые датчики Celesco следует устанавливать для измерения линейных перемещений механизмов. Благодаря своей простоте тросовые датчики перемещений будут точно измерять расстояние, пройденное движущимися частями механизмов.

Модельный ряд тросовых датчиков Celesco

Принцип работы тросовых датчиков перемещения Celesco

Для того чтобы разобраться с принципом работы датчика линейных перемещений тросового типа, рассмотрим его конструкцию. Тросовые датчики перемещения состоят из:

• Лебёдки, которая раскручивается в зависимости от поступательного перемещения механизма;
• Возвратного пружинного механизма, который натягивает трос;
• Энкодера либо потенциометра, установленного на вал лебёдки, который переводит пройденное расстояние в электрический сигнал;
• Корпуса, который защищает механику и электронику датчика от пыли и влаги.

Тросовые датчики перемещения пришли на замену систем позиционирования, основанных на измерении расстояния с помощью потенциометрических датчиков перемещения.

Технические характеристики тросовых датчиков Celesco

Представленные в каталоге датчики обладают следующими техническими характеристиками:

• Диапазон измерения: 0…4445 мм;
• Температура окружающей среды: -40…+85°С;
• Выходной сигнал: 4…20 мА, 20…4 мА, 0…10 В, потенциометра, инкрементальный энкодер;
• Степень защиты корпуса: IP50/IP51/IP67;
• Точность измерения: ±0,1%/±0,25%/±0,5%;
• Материал корпуса: поликарбонат/нержавеющая сталь.

Достоинства и преимущества канатиковых датчиков Celesco

Датчики линейных перемещений тросового типа с лёгкостью заменяют своих предшественников – потенциометрические датчики, так как обладают преимуществами:

• Прибор преобразует механическое перемещение в электрический сигнал, то есть на показания не влияют ни запылённость, ни влажность окружающей среды, в отличие от бесконтактных датчиков;
• Линейность измерений: ±0,02%/±0,05%;
• Лёгкий и удобный монтаж.

Недостатки

Главным недостатком прибора является механический принцип измерения. Это ограничивает количество измерений из-за истирания движущихся частей. Также в случае разрыва троса, придётся заменить весь прибор.

Где применяются канатиковые датчики Celesco

Датчики линейных перемещений устанавливаются в следующих процессах:

• Измерение высоты поднятой вилки погрузчика;
• Измерение высоты, пройденной крюком башенного крана;
• Автоматизация ворот типа купе;
• Позиционирование режущего инструмента по осям Х и У в станках с ЧПУ;
• Обнаружение дефектов механизмов, таких как растяжение и разрыв направляющих;
• Определение положения в системах гидропривода.

Если у вас возникли вопросы по работе прибора и его применению касательно вашего производства или технологического процесса, обращайтесь к инженерам компании «РусАвтоматизация», они помогут Вам правильно подобрать конфигурацию датчика линейных перемещений.

Источник

Тросовые датчики линейного перемещения

Тросовые датчики перемещения представляют высокоточное, компактное оборудование для измерения линейных перемещений в циклических процессах.

Общее описание канатиковых датчиков перемещения

Оборудование с высокой частотой повторяющихся циклов, требует компактных высокоточных приборов для измерения линейных перемещений движущихся частей механизмов. Задача решается приобретением тросовых датчиков перемещения, допускающих монтаж в том числе и в ограниченном пространстве.

Тросовые датчики линейных перемещений – преобразователи расстояния в сопротивление, аналоговый или цифровой сигнал на базе потенциометра, энкодера.

Принцип работы тросовых датчиков перемещения

Измерительный прибор отличается простой (как следствие, долговечной) конструкцией. Устройство объединяет четыре базовых элемента:

• катушка;
• тонкий трос из нержавеющей стали с защитным покрытием;
• пружинный механизм;
• выходной преобразователь – потенциометр, абсолютный или инкрементальный энкодер.

Важная особенность датчика – канат точно послойно намотан на лебедку. Быстрое движение троса осуществляется благодаря подпружиненному усилию.

Детектирование линейного положения тросовым датчиком перемещения осуществляется в процессе разматывания/наматывания каната на катушку. Для этого корпус прибора жестко монтируется на статичную основу, а выход троса крепится к объекту измерений.

Движение элемента передается на канат и вызывает вращение вала катушки, соединенного с чувствительным элементом. Его роль исполняет подвижной контакт потенциометра или диск с насечками у оптического энкодера, как пример. Количество и направление оборотов трансформируются электроникой в последовательность электрических импульсов. Соответственно типу преобразователя, аналоговый или цифровой сигнал передается далее на блок управления, другое устройство. Декодированная информация может отображаться на дисплее для визуального мониторинга.

Рабочий диапазон датчика линейных перемещений определяется длиной троса. Стандартно каждый модельный ряд приборов имеет от двух до четырех интервалов измерений. Выходной сигнал представлен силой тока или напряжением для устройств с аналоговым выходом, сопротивлением у датчика с потенциометром, а также цифровым интерфейсом – SSI и другими, в зависимости от подключенного энкодера.

Применение тросовых датчиков перемещения

Благодаря компактной конструкции тросовые датчики линейных перемещений легко монтируются в труднодоступных местах. В промышленности приборы востребованы:

• на подъемно-транспортном оборудовании;
• в прецизионных системах контроля, частный пример – мониторинг положения цилиндров;
• при мониторинге хода каруселей, аттракционов;
• для деревообрабатывающих станков.

Альтернативные направления применения канатиковых датчиков включают системы управления гидравликой, промышленную автоматику, а также самолето- и автомобилестроение. В последнем случае тросовые измерители используются на стадии испытания техники.

Преимущества тросовых датчиков перемещения

• Широкий диапазон рабочих параметров (температура, влажность, налипание грязи и т.д.);
• Высокая производительность;
• Продолжительный срок эксплуатации;
• Компактные размеры;
• Удобный монтаж.

Недостатки

Единственный недостаток тросовых датчиков перемещения – наличие подвижных деталей, которые из-за изнашивания сокращают количество возможных операций.

Приобрести прибор – быстро, информативно, просто

Чтобы купить датчики линейных перемещений, достаточно заполнить опросную форму. Инженер компании поможет подобрать конкретную модель для решения поставленной задачи, а также сориентирует по стоимости и наличию на складе.

Источник

Оптический тросовый энкодер OPKON DWE

Документация и ПО

Описание оптических тросовых энкодеров серии DWE

Тросовые энкодеры OPKON серии DWE представляют собой оптический энкодер, присоединенный к тросовому механизму. При вытягивании троса энкодер выдает импульсы, количество которых соответствует пройденному пути троса. Благодаря такой конструкции трос может находится в агрессивных условиях (жидкие среды, избыточное давление, электромагнитные помехи, повышенная загрязненность), а сам энкодер — в безопасной зоне.

Энкодеры DWE предназначены для использования в составе строительной, грузовой и сельскохозяйственной техники.

Особенностью энкодеров DWE является система подачи троса, которая обеспечивает высокую точность и повторяемость. Данная конструкция позволяет измерять линейные перемещения без привязки к телам вращения.

Особенности оптического тросового энкодера OPKON DWE

• Выходные сигналы: Push-Pull, TTL, HTL
• Легкий и быстрый монтаж
• Компактный корпус с защитой IP54
• Кабельный вывод до 10 м
• Оптический энкодер, устойчивый к электромагнитным помехам
• Связь с объектом через гибкий тросс

Принцип действия оптического тросового энкодера OPKON DWE

Принцип действия энкодеров OPKON DWE основан на фотоэлектрическом эффекте: при попадании светового потока на фотоприемник, формируется сигнал, соответствующий логической единице, а при его отсутствии — логическому нулю.

Прерывание светового потока осуществляется вращающимся кодирующим диском, установленным перед фотоприемником. Диск крепится к валу энкодера и обеспечивает формирование последовательности импульсов, которая эквивалентна перемещению вала. Вращение вала осуществляется благодаря расположенному в корпусе датчика тросу. Трос наматывается на катушку, соединенную с валом энкодера.

При перемещении энкодера формируется выходной сигнал. Сигнал представляет собой последовательность импульсов, количество которых пропорционально пройденному расстоянию, а частота — скорости движения:

Пройденное расстояние (S)
Зная разрешение энкодера и общее число импульсов, можно определить общую дистанцию.

Для защиты выходного сигнала от дребезга и определения направления движения используются два фотоприемника, установленные со смещением относительно друг друга. Таким образом, энкодер выдает два сигнала, которые сдвинуты относительно друг друга на 90°.

Помимо измерения скорости и пройденного расстояния линейный энкодер позволяет определить направление движения. Для этого у энкодера предусмотрено два выходных сигнала, смещенных друг относительно друга. При вращении в прямом направление сигнал А всегда будет опережать сигнал В, а при вращении в обратном — наоборот, первым будет сигнал В.

Последовательность импульсов при прямом и обратном вращении Внешний вид и составляющие датчика OPKON DWE

Разрешение энкодера

Разрешение — это основной параметр энкодера, характеризующий его точность. На первый взгляд может показаться, что лучшим выбором является энкодер с максимальным разрешением. Но они имеют более высокую стоимость и к тому же могут быть не совместимы (по частоте сигнала) с вторичным прибором. Частота сигнала (вторичного прибора) накладывает ограничение на максимальное разрешение энкодера и максимальную скорость перемещения объекта.

Например: для ПЛК с максимальной частотой на входе 10 кГц, нужно выбрать энкодер, обеспечивающий дискретность в 100 мкм при максимальной скорости 1,5 м/с.

• Если выбрать энкодер в соответствии с требуемой точностью, то необходима модель 0,1 мм/имп. Но максимальная скорость не должна превышать 1 м/с.
• Если выбирать энкодер, соответствующий по скорости, то это модель 0,200 мм/имп. Но при таком разрешении обеспечивается точность 200 мкм.

0,2 мм/имп — это номинальное разрешение энкодера, но при использовании специальных алгоритмов счета его можно увеличить в 2 и в 4 раза. Для этого при счете учитываются сигнал не только канала А, но и канала В. При счете по двум каналам, для каждого импульса можно выделить четыре промежуточных состояния:

1. Сигнал А = лог. «1», Сигнал В = лог. «0»
2. Сигнал А = лог. «1», Сигнал В = лог. «1»
3. Сигнал А = лог. «0», Сигнал В = лог. «1»
4. Сигнал А = лог. «0», Сигнал В = лог. «0»

Существует три основных режима счета.

1. X1
   Счет импульсов производится только по переднему фронту одного сигнала. Количество импульсов, выдаваемых на 1мм пройденного пути соответствует номинальному разрешению энкодера.
   Пример: с помощью энкодеров с разрешением 0.1, 0.2 и 0.4 мм/имп возможно отслеживание перемещения с точностью 100 мкм, 200 мкм и 400 мкм соответственно.

1. X2
   При счете импульсов учитываются и передний и задний фронты. Таким образом стандартный шаг разбивается пополам, а разрешение увеличивается вдвое.
   Пример: с помощью энкодеров с разрешением 0.1, 0.2 и 0.4 мм/имп возможно отслеживание перемещения с точностью 50 мкм, 100 мкм и 200 мкм соответственно.

1. X4
   Для достижения максимальной разрешающей способности счет осуществляется по переднему и заднему фронтам обоих сигналов. Используя такой метод счета разрешение увеличивается в 4 раза.
   Пример: с помощью энкодеров с разрешением 0.1, 0.2 и 0.4 мм/имп возможно отслеживание перемещения с точностью 25 мкм, 50 мкм и 100 мкм соответственно.

Типы выходных сигналов

Для передачи сигнала энкодеры могут быть оборудованы тремя типами выходов:

1. Транзисторный выход Push-Pull
   Для передачи сигнала используется три канала A, B и Z. Каждый из них может быть включен по схеме NPN и PNP.
   Уровень сигнала (лог. «1» или «0» ) определяется относительно питающего напряжения. На рисунке справа представлена условная схема подключения.

1. Дифференциальный выход LineDriver TTL
   Для передачи сигнала используется три пары сигналов A A , B B , Z Z .
   Каждая пара передает дифференциальный сигнал. Уровень сигнала — 5 В. Дифференциальная передача необходима при наличии внешних источников ЭМ-помех или при большой длине сигнального кабеля.

1. Дифференциальный выход LineDriver HTL
   Данный тип выхода аналогичен модификации LineDriver TTL. Но у модификации HTL уровень сигнала не фиксированный (5 В), а может изменяться в диапазоне от 5 до 24 В. Уровень сигнала соответствует питающему напряжению (см. рисунок справа).
   Таким образом, энкодер модификации HTL может выдавать сигнал, соответствующий TTL-логике, для этого достаточно лишь использовать блок питания 5 В. К тому же модификация LineDriver HTL может использоваться, и как обычный энкодер с Push-Pull-выходом.
   Благодаря этому модификация LineDriver HTL (HLD) является полностью взаимозаменяемой с LineDriver TTL и Push-Pull.

Универсальные выходы LineDriver

Каждый из выходных сигналов (A, А , B, B , Z, Z ) энкодеров OPKON DWE (модификации HTL) является универсальным (реализован по схеме Push-Pull) работает с NPN, и PNP-входами. Это дает возможность использовать энкодеры с выходом LineDriver для передачи сигнала по стандартной дифференциальной схеме и по однопроводной схеме (без инвертированных сигналов).

Подключение энкодера DWE 3600 HLD P2000 Z V3 2M5R SL-TSк контроллеру с NPN-входами Подключение энкодера DWE 500 HLD P2000 Z V3 2M5R SL-TS к оборудованию с PNP-входами

Помехозащищенность дифференциального выходного сигнала

При использовании энкодеров со стандартным выходом (ABZ) возможно возникновение ложных срабатываний. Это может происходить из-за большой длины сигнального кабеля, стороннего оборудования (излучение ЭМ-помех) или при несоблюдение правил монтажа. Для работы в таких условиях рекомендуется использовать энкодеры с дифференциальным выходом (A, A ,B, B , Z, Z ).

Помехозащищенность дифференциального сигнала выше, т.к. вторичное устройство (счетчик) отслеживает разницу между двумя сигналами (A и A ), а не между одиночным сигналом и уровнем питающего напряжения (А и V_общ.). Таким образом, помехи одинаково влияющие на два проводника (A и A ) при дальнейшей обработке сигнала (дифференциальным усилителем вторичного устройства) фильтруются и не вносят ошибок в измерения.

Отличия работы энкодеров со стандартным и дифференциальным выходными сигналами

Примеры использования оптического тросового энкодера серии DWE

Контроль положение кушетки аппарата магнитно-резонансной томографии

Благодаря тросовой конструкции энкодер OPKON DWE 1500 HLD P2000 Z V3 2M5R SL-TS может применяться в медицинском оборудовании с высоким уровнем ЭМ-помех. В рабочей зоне аппарата МРТ находится только трос (изготовлен из немагнитного материала), а сам энкодер размещается в безопасной зоне. Благодаря вынесению корпуса энкодера в безопасную зону обеспечивается стабильная работа и точное измерение.

Автоматический ножничный подъемник

Для контроля высоты на ножничных подъемниках может использовать тросовый энкодер OPKON DWE 3600 HLD P2000 Z V3 2M5R SL-TS. Внедрение датчика положения (обратной связи) позволяет отслеживать высоту подъема. Подъемники, оборудованные системой управления с обратной связью могут в автоматическом режиме осуществлять подъем на заранее заданную высоту.

Автоматизация подъема вилочного погрузчика

Для облегчения позиционирования захвата на погрузчике может применяться тросовый энкодер OPKON DWE 3600 HLD P2000 Z V3 2M5R SL-TS. Благодаря компактной конструкции датчик может быть установлен внутри подъемного механизма. Сигнал энкодера передается на контроллер управления, который хранит предустановленные значение высоты для каждого яруса стеллажей. Энкодер позволяет измерять высоту до 3,6 метров.

Производство мебельного щита

При производстве мебельного щита возможно применение энкодеров OPKON DWE 500 HLD P2000 Z V3 2M5R SL-TS. Для нарезки заготовок заданного размера станок оборудован подвижным упором. Перемещение упора осуществляется помощью привода и отслеживается тросовым энкодером OPKON DWE. Применение энкодера обеспечивает быстрый и точный переход на новый размер заготовок. Для управления торцовочным станком может использоваться операторская панель ELHART ELP-10.

Источник