您需要一个 反馈线性执行器?也许不需要,请阅读本文以帮助您了解您是否需要它。
首先,如果您需要使用某种控制器进行位置控制,您只需要一个带反馈的线性执行器,如果您只需要执行器从一个点移动到另一个点,那么您可能不需要反馈执行器。即使您需要对不使用执行器全行程的执行器进行点对点控制,那么您仍然不需要反馈,因为点对点控制可以通过使用来实现 外部限位开关 为了达成这个。通常,您只需要反馈您想要使用某些外部信号控制执行器的精确位置,或者您需要控制其行程的中间位置。同样的规则也适用于 微型执行器
位置控制解释
因此,此时我们假设您已经决定需要某种程度的反馈,现在让我们详细了解其真正含义。首先,您需要了解市场上所有反馈执行器之间的区别。那么你偶然发现了正确的地方。实际上存在三种主要的反馈技术。 Firgelli 销售所有三种类型以及控制器。本文将帮助您了解每种类型的优点和缺点,以便您可以选择最适合您的应用的类型。这可能会涉及一些技术性内容,因此请随意跳过并阅读每种反馈类型的摘要。
执行器反馈的类型
电位器反馈
A 电位器 只是打印在材料上的一层非常薄的电阻材料(例如碳或金属陶瓷)。这些材料的电阻率非常线性,并且可以通过使用不同的配方轻松改变。一些 电位计执行器 使用温度稳定的电阻丝。其他电位器是用导电塑料制成的。
因此,假设您有一个 6 英寸行程执行器,并且您想要运行 6 英寸长的碳迹线。电位计的作用是将 12VDC(或您想要的任何其他电压)通过该碳迹线,然后如果您要在非常靠近施加电压的位置测量电压,您将读取大约 12VDC 输出。
如果您随后测量迹线中间的电压,则电压将约为该电压的一半。距离施加电压的位置越远,读取的电压输出就越低,直到最终几乎为零。因此,简而言之,以电压读数的形式读取电阻带的电压与某种位置相关。
当然,您仍然需要某种控制器才能读取该位置并以有意义的方式将其显示给您。或者您可能只想使用此数据将位置与另一个执行器相匹配。例如:如果您想以相同的速度一起运行两个执行器。在这种情况下,您需要同时读取两个位置,匹配它们,然后调整较快单元的速度以与较慢单元同步。 Firgelli 已经开发了一个控制器可以为您做到这一点
上图:线性和旋转电位器
优点:
电位器已经存在了几十年。它们是一种相对稳定的反馈装置,无需控制器先执行任何“归位”类型循环即可提供位置反馈。反馈数据与位置直接相关,控制器断电或断电不会影响控制周期。
电位器的另一个优点是您可以将它们单独添加到您的系统中,因为该技术不需要构建在执行器内部。查看 Firgelli这里是线性电位器。我们的线性电位器最长可达 50 英寸,您不必使用它们的全长即可在您的应用中工作。内部电位器在执行器行程方面受到限制,因为它们使用旋转电位器,在达到最大极限之前只能旋转一定的圈数。这就是为什么我们单独提供没有行程限制的线性电位计。
缺点:
随着时间的推移,电阻材料可能会磨损,并且在磨损阶段反馈信号可能会变得不稳定。此外,反馈信号受电噪声的影响很大,可能导致控制器混乱。您的控制器软件需要能够抑制噪音。另一个缺点是,通常电位计之间的重复性并不完美。这意味着两个电位计不会给出完全相同的结果。
另一个主要缺点是,通常行程长度受到限制,因为由于电阻元件的稳定性,电位计上的碳迹线越长,信号质量就越差。因此,电位计通常仅限于较小行程的执行器。
概括:
电位器反馈非常适合每次打开设备电源时您不希望它像使用霍尔传感器或光学传感器那样完成归位周期的应用。控制器立即获得绝对位置。
霍尔传感器反馈:
A 霍尔效应传感器 执行器 无非是一个磁传感器。线性致动器齿轮箱内安装有圆形磁盘,霍尔传感器只需在磁铁每次旋转 360 度时提供电压脉冲。旋转磁场被读取为电压尖峰,这是非常可重复的。霍尔传感器的输出信号只是一个典型的 5V 脉冲。控制器测量一段时间内(通常以毫秒为单位)计数的脉冲数量。
由于磁盘安装在齿轮箱的某处,磁铁每秒可以旋转数百次,旋转的次数越多,分辨率就越高。这与测量的准确性相关。
假设您有一个 24 英寸行程执行器。控制器在整个冲程长度上对 1,000 个脉冲进行计数。 1000/24” = 每英寸 41.66 个脉冲。或每 0.024” (0.60mm) 1 个脉冲。在这种情况下,您的控制力和精度可达 0.024 英寸(0.60 毫米)以内,不包括任何齿轮间隙。
您需要了解两种类型的霍尔传感器:定向和非定向。这非常重要,因为大多数线性执行器公司销售非定向线性执行器是为了省钱。这意味着您的控制器不知道您的线性执行器是否正在伸出或缩回。 Firgelli 只销售定向霍尔传感器,因此您知道自己正在朝哪个方向前进,这一点非常重要。
优点:
霍尔效应传感器极其可靠,并提供非常好的重复性和位置控制。输出信号是稳定的数字脉冲,使控制器能够确保精确的位置控制。
缺点:
霍尔传感器的反馈信号只是数字脉冲,与位置完全无关。需要告诉它它的零位置或起始位置在哪里。这意味着控制器首先需要通过某种归位周期进行引导。这通常是通过将线性致动器缩回到其起始点来完成的,然后控制器从该点开始计算脉冲。但随后执行器需要完全伸展,以允许控制器计算其整个行程长度上的脉冲总数。此时,您将获得某种可用于精确移动的结果。
概括:
霍尔传感器非常准确,具有非常好的分辨率和精度。这些设备不仅能够以非常精细的增量控制位置,而且耐用性也非常出色。如果您的应用程序每次加电时都能够接受“归位周期”,那么这就是正确的选择。
光学传感器反馈:
光学传感器执行器 其工作方式与霍尔传感器几乎相同 - 它们输出 5V 脉冲信号。然而,该系统不使用磁盘,而是使用带有孔或狭缝的小扁平圆盘。当光盘旋转时,光学传感器只需读取槽或孔的数量。这意味着单个圆盘可以有许多槽/孔,从而比霍尔传感器显着提高精度。
假设一个圆盘上有十个槽或孔,并且该圆盘在执行器中与霍尔传感器设置中的磁盘位于同一位置。现在分辨率提高了十倍,因为现在每转有十个脉冲,而不是一个。因此,霍尔传感器读取的 1000 个脉冲现在为 10,000 个。精度计算公式为 10,000 / 24” = 每英寸 416.66 个脉冲或每 0.0024” (0.06mm) 1 个脉冲。
优点:
光学传感器极其可靠,并提供极好的重复性和位置控制。输出信号非常容易读取,反馈非常稳定。
缺点:
与霍尔传感器一样,光学传感器的反馈信号在被告知其零位置或原始位置之前与位置根本无关。这意味着控制器首先需要通过某种归位周期进行引导。这通常是通过将线性致动器缩回到其起始点来完成的,然后控制器从该点开始计算脉冲。但随后执行器需要完全伸展,以允许控制器计算其整个行程长度上的脉冲总数。此时,您将获得某种可用于精确移动的结果。
另一个可能的缺点是,由于每次行程运动有很多脉冲,因此您的控制设备必须足够快地读取脉冲,否则您会遇到问题。
第三个缺点是光学传感器不知道方向。您必须将极性方向编程为系统的一部分。直流 线性执行器 根据电源的 +ve 和 -ve 线的极性在每个方向上移动,因此根据此确定方向并不困难,但这仍然是一个额外的步骤。
概括:
光学传感器非常精确,具有极高的分辨率和准确度。这些设备不仅能够以非常精细的增量控制位置,而且耐用性也非常出色。如果您的应用程序每次加电时都能够接受“归位周期”,那么这就是正确的选择。
购买反馈执行器的技巧
提防模仿者——定向与否
我们在霍尔传感器部分稍微谈到了这一点,但这可能是我们的第一个抱怨。有人从别人那里购买了霍尔传感器执行器,但该执行器毫无用处,因为他们的控制器需要一些额外的传感器来确定方向。我们的霍尔传感器执行器是双向的,因此有一根额外的电线。根据经验,如果执行器没有六根电线(两根用于电源,四根用于霍尔传感器),那么它不是方向感测,请小心。
了解使用什么类型的电位器 - 确定使用寿命
如上所述,电位计的缺点之一是碳迹会随着时间的推移而磨损。我们只使用 Bourne’s Pots。这些在电子行业被称为电位器中的劳斯莱斯,并且比其他任何电位器的使用寿命都长,所以不用担心。
确定为什么需要反馈执行器
在此阶段,我们必须假设您已经知道线性执行器是什么以及它们如何工作。如果没有,那么我们建议您阅读我们的“什么是线性执行器及其工作原理?”纸。接下来您需要决定需要什么类型的反馈。要确定这一点,您必须问自己需要反馈的目的是什么?
您需要反馈执行器的主要原因只有两个:
您想要控制两个或多个执行器以相同的速度运行
您需要知道执行器的位置,因为您需要将其移动到特定位置
您要使用的精度和控制器水平实际上决定了使用哪种类型。对于大多数控制器来说,人们使用 Arduino控制器.
要以相同的速度自动控制两个或多个执行器,您可以使用我们的 反馈执行器控制器。无需编程,只需将执行器连接到控制器即可开始使用。这些即插即用控制器简单且易于设置。