Tùy chọn phản hồi cho Bộ truyền động tuyến tính

Sử dụng phản hồi để đảm bảo các chuyển động chính xác là chìa khóa trong bất kỳ dự án tự động hóa nào từ thang máy cho đến TV. Việc triển khai phản hồi đúng cách cho phép kiểm soát vòng kín chính xác của thiết bị truyền động tuyến tính; bạn không cần phải kiểm tra thủ công xem bộ truyền động tuyến tính của bạn có đi đúng vị trí hay không. Vì bộ truyền động tuyến tính thường được sử dụng để di chuyển một đối tượng từ vị trí này sang vị trí khác, nên phản hồi quan trọng nhất cần nhận được từ bộ truyền động của bạn là vị trí của nó. Bộ truyền động tuyến tính có phản hồi vị trí thường sẽ đo vị trí bằng cách sử dụng một trong 3 cảm biến khác nhau; chiết áp, cảm biến hiệu ứng hội trường và cảm biến quang học.

Chiết áp

Chiết áp là các điện trở thay đổi mà khi được sử dụng trong cơ cấu chấp hành tuyến tính, điện trở của chúng thay đổi dựa trên vị trí của cơ cấu chấp hành. Chiết áp sẽ gồm 3 chân như hình bên dưới, chân 1 là điện áp đầu vào, chân 3 là nối đất, chân 2 là điện trở điều chỉnh được. Bạn có thể đọc đầu ra của chiết áp bằng cách đo điện áp giữa chân 2 và đất, sẽ thay đổi khi bộ truyền động di chuyển. Để có hiệu quả thực hiện phản hồi này, bạn sẽ cần sử dụng một số loại bộ điều khiển, chẳng hạn như Arduino, để đọc giá trị vị trí này khi bộ truyền động di chuyển.

Chiết áp

Một trong những điểm mạnh nhất của chiết áp là nó cung cấp chỉ báo về vị trí tuyệt đối của cơ cấu chấp hành tuyến tính. Do đó, phản hồi này có thể khá dễ dàng để xử lý trong phần mềm của bộ điều khiển vì bạn có thể đơn giản so sánh giá trị đọc đầu ra hiện tại với giá trị đọc đầu ra ở vị trí mong muốn của bạn. Bạn cũng sẽ không bao giờ phải lo lắng về việc mất vị trí của bộ truyền động nếu bạn tắt hệ thống của mình vì điện trở của chiết áp sẽ giống nhau bất kể có được cấp nguồn hay không.

Có một số hạn chế của việc sử dụng chiết áp cho phản hồi vị trí. Một hạn chế là phản hồi từ chiết áp có thể bị ảnh hưởng bởi nhiễu điện và có thể yêu cầu bạn lọc tín hiệu để đạt được kết quả ổn định. Đầu ra của chiết áp cũng phụ thuộc vào điện áp đầu vào của chiết áp, điều này có thể gây khó khăn cho việc đảm bảo nhiều thiết bị truyền động tuyến tính đang chuyển động đồng thời vì tín hiệu đầu ra có thể thay đổi một chút do điện áp đầu vào thay đổi nhỏ. Ngoài ra, chiết áp thường sẽ không nhạy với các chuyển động nhỏ hơn của bộ truyền động tuyến tính, so với các tùy chọn phản hồi khác, khiến kết quả lặp lại khó khăn hơn.

Cảm biến hiệu ứng hall

Cảm biến hiệu ứng Hall hoạt động dựa trên hiệu ứng hội trường là tác dụng của từ trường để tạo ra điện áp. Cảm biến hiệu ứng Hall có thể cung cấp đầu ra kỹ thuật số hoặc tuyến tính, nhưng đối với bộ truyền động tuyến tính, chúng thường sử dụng cảm biến hiệu ứng Hall đầu ra kỹ thuật số. Khi các cảm biến này phát hiện ra từ trường, chúng sẽ tạo ra một điện áp mà bộ điều khiển có thể đọc được [1]. Với bộ truyền động tuyến tính, các cảm biến này được bố trí bên trong hộp số của bộ truyền động cùng với một đĩa từ. Khi bộ truyền động tuyến tính chuyển động, đĩa từ này quay sẽ vượt qua cảm biến hiệu ứng Hall tạo ra một xung điện áp. Các xung này có thể được sử dụng để xác định bộ truyền động đã di chuyển bao xa. Nói chung, bộ truyền động tuyến tính sử dụng cảm biến hiệu ứng Hall để cung cấp phản hồi vị trí sẽ chỉ định xung trên mỗi inch di chuyển mà bạn có thể sử dụng để xác định mức độ di chuyển của bộ truyền động. Ví dụ: nếu bạn phát hiện thấy 6000 xung và bộ truyền động của bạn có xung trên mỗi inch di chuyển là 12000 thì có nghĩa là bộ truyền động của bạn đã di chuyển 0,5 inch.

 Cảm biến hiệu ứng hội trường qua: https://www.electronicdesign.com/technologies/components/article/21798142/undosysteming-resolution-in-optical-and-magnetic-encoders

Nhược điểm lớn của việc sử dụng cảm biến hiệu ứng Hall cho phản hồi vị trí so với chiết áp là cảm biến hiệu ứng Hall không đo được vị trí tuyệt đối. Thay vào đó, chúng tạo ra các xung có thể đếm được để xác định xem bộ truyền động đã di chuyển bao xa, điều này đòi hỏi bạn phải biết bộ truyền động bắt đầu từ đâu để xác định vị trí tuyệt đối. Điều này có thể được khắc phục trong phần mềm của bộ điều khiển của bạn, như trong Arduino, bằng cách lưu trữ vị trí hiện tại của thiết bị truyền động và luôn khởi động thiết bị truyền động từ một vị trí đã biết, chẳng hạn như đã thu lại hoàn toàn. Điều này có thể yêu cầu bạn đặt bộ truyền động đến vị trí đã biết này mỗi khi bạn bật hệ thống của mình.

Điểm mạnh của việc sử dụng cảm biến hiệu ứng Hall cho phản hồi vị trí là nó cung cấp độ phân giải lớn hơn nhiều so với phản hồi từ chiết áp. Vì có thể có 1000 xung trên mỗi inch chuyển động, cảm biến hiệu ứng Hall cung cấp độ chính xác và độ tin cậy trong việc định vị thiết bị truyền động tuyến tính của bạn. Các xung cũng sẽ thay đổi tần số dựa trên tốc độ của bộ truyền động tuyến tính của bạn, có nghĩa là bạn có thể sử dụng chúng để đo tốc độ của bộ truyền động tuyến tính của mình. Cảm biến hiệu ứng Hall cũng cung cấp khả năng lớn hơn để đảm bảo nhiều bộ truyền động tuyến tính chuyển động cùng nhau đồng thời vì số lượng xung chính xác hơn so với sự thay đổi điện áp của chiết áp. Sử dụng của chúng tôi Bộ điều khiển cơ cấu chấp hành FA-SYNC-X, bạn thậm chí có thể đảm bảo các bộ truyền động di chuyển đồng loạt bất kể tải.

Cảm biến quang học

Cảm biến quang học được sử dụng trong thiết bị truyền động tuyến tính (có các loại cảm biến quang học khác) hoạt động rất giống với cảm biến hiệu ứng Hall ngoại trừ chúng phát hiện ánh sáng bằng cách sử dụng bộ tách sóng quang [2]. Cảm biến quang học hoạt động bằng cách cho ánh sáng từ đèn LED hoặc một số nguồn sáng khác đi qua đĩa mã hóa. Đĩa mã hóa này có rãnh để cho phép ánh sáng đi qua nó theo chu kỳ. Ở phía bên kia của đĩa là bộ tách sóng quang, phát hiện ánh sáng khi nó đi qua các khe trong đĩa và tạo ra tín hiệu đầu ra [3]. Khi bộ truyền động di chuyển, đĩa mã hóa quay và ánh sáng được phát hiện bởi bộ tách sóng quang tạo ra xung điện áp. Các xung này có thể được sử dụng tương tự như các xung của cảm biến hiệu ứng hội trường để xác định bộ truyền động đã di chuyển bao xa. Thiết bị truyền động tuyến tính sử dụng cảm biến quang học để phản hồi vị trí cũng sẽ chỉ định xung trên mỗi inch di chuyển mà bạn có thể sử dụng để xác định mức độ di chuyển của thiết bị truyền động.

 Cảm biến quang học

Cảm biến quang học, một lần nữa, có những điểm mạnh và nhược điểm tương tự như cảm biến hiệu ứng Hall khi so sánh với chiết áp. Chúng có độ chính xác và độ phân giải cao hơn, thậm chí còn lớn hơn cảm biến hiệu ứng hội trường và có thể được sử dụng để đo tốc độ của thiết bị truyền động tuyến tính. Chúng cũng tốt hơn trong việc đảm bảo nhiều thiết bị truyền động tuyến tính của bạn di chuyển đồng thời và có thể sử dụng Bộ điều khiển cơ cấu chấp hành FA-SYNC-X. Chúng cũng không đo vị trí tuyệt đối và thay vào đó yêu cầu bạn đếm xung để xác định xem bộ truyền động của bạn đã di chuyển bao xa. Bạn cũng sẽ cần bắt đầu ở một vị trí đã biết vì bạn sẽ cần lưu vị trí hiện tại trong phần mềm để theo dõi vị trí tuyệt đối.

Tóm lược

Lựa chọn của bạn về loại phản hồi mà bạn muốn từ thiết bị truyền động tuyến tính sẽ phụ thuộc vào những gì bạn cảm thấy quan trọng hơn đối với ứng dụng của mình. Bạn cần một mức độ chính xác cao? Chọn thiết bị truyền động tuyến tính với cảm biến hiệu ứng quang học hoặc hội trường. Bạn không muốn phải đặt thiết bị truyền động của mình ở vị trí chính mỗi khi bạn bật nó lên? Sau đó, đi với một bộ truyền động tuyến tính với một chiết áp. Bạn có muốn điều khiển đồng thời nhiều thiết bị truyền động tuyến tính không? Chọn thiết bị truyền động tuyến tính với cảm biến hiệu ứng quang học hoặc hội trường. Bạn có muốn phản hồi của mình cung cấp một vị trí tuyệt đối không? Đi với một bộ truyền động tuyến tính với một chiết áp.

 

[1] Monari, G. (tháng 6 năm 2013) Hiểu độ phân giải trong bộ mã hóa quang học và từ tính. Lấy ra từ: https://www.electronicdesign.com/technologies/components/article/21798142/understanding-resolution-in-optical-and-magnetic-encoders

[2] Paschotta, R. Bài báo về Cảm biến quang học. Lấy ra từ:https://www.rp-photonics.com/optical_sensors.html

product-sidebar
Tags:

Share this article

Sản phẩm nổi bật

TVL-170 Giá treo TV bật lên phía sau
TVL-170 Giá treo TV bật lên phía sau In Stock
On Sale From $590.00USD

Bạn cần trợ giúp tìm thiết bị truyền động phù hợp?

Chúng tôi thiết kế chính xác và sản xuất các sản phẩm của chúng tôi để bạn có được giá cả nhà sản xuất trực tiếp. Chúng tôi cung cấp vận chuyển cùng ngày và hỗ trợ khách hàng am hiểu. Hãy thử sử dụng Máy tính truyền động của chúng tôi để nhận trợ giúp chọn thiết bị truyền động phù hợp cho ứng dụng của bạn.