线性执行器的反馈选项

从机器人到电视升降机的任何自动化项目中,利用反馈来确保精确的运动都是关键。正确实施反馈可实现对您的精确闭环控制 线性执行器;您不再需要手动检查线性执行器是否位于正确的位置。由于线性致动器通常用于将物体从一个位置移动到另一位置,因此从致动器接收的最重要的反馈是其位置。具有位置反馈的线性执行器通常将使用3种不同的传感器之一来测量位置。电位计,霍尔效应传感器和光学传感器。

电位器

电位器 是可变电阻器,用于线性执行器时,其电阻会根据执行器的位置而变化。电位计将由3个引脚组成,如下所示,引脚1是输入电压,引脚3接地,而引脚2是可调电阻。您可以通过测量引脚2和地之间的电压来读取电位计的输出,该电压会随着执行器的移动而变化。为了有效 实施此反馈,则需要使用某种类型的控制器,例如 Arduino的,以在执行器移动时读取该位置值。

电位器

电位器的最大优势之一是它可以指示线性执行器的绝对位置。因此,该反馈在控制器的软件中非常容易处理,因为您可以简单地将当前输出读数与所需位置的输出读数进行比较。如果关闭系统电源,您也不必担心会丢失执行器的位置,因为无论是否通电,电位计的电阻都相同。

使用电位计进行位置反馈几乎没有缺点。缺点之一是电位器的反馈会受到电噪声的影响,可能需要对信号进行滤波才能获得稳定的结果。电位器的输出还取决于电位器的输入电压,由于输出信号可能会由于输入电压的微小变化而略有变化,因此可能难以确保多个线性执行器同时移动。另外,与其他反馈选项相比,电位计通常对线性执行器的较小移动不敏感,从而使可重复的结果更加困难。

霍尔效应传感器

霍尔效应传感器 根据霍尔效应进行工作,霍尔效应是磁场产生电压的效应。霍尔效应传感器可以提供数字或线性输出,但是对于线性执行器,它们通常使用数字输出霍尔效应传感器。当这些传感器检测到磁场时,它们将产生可由控制器读取的电压[1]。对于线性致动器,这些传感器与磁盘一起位于致动器的变速箱内。当线性致动器移动时,该磁盘旋转通过霍尔效应传感器,该霍尔效应传感器产生电压脉冲。这些脉冲可用于确定 执行器已移动多远。通常,使用霍尔效应传感器提供位置反馈的线性执行器会指定每英寸行程的脉冲,您可以使用该脉冲来确定执行器移动的距离。例如,如果您检测到6000个脉冲,并且执行器的每英寸行进脉冲为12000,则意味着执行器已移动了0.5英寸。

 霍尔效应传感器通过:https://www.electronicdesign.com/technologies/components/article/21798142/understanding-resolution-in-optical-and-magnetic-encoders

与电位计相比,使用霍尔效应传感器进行位置反馈的主要缺点是霍尔效应传感器无法测量绝对位置。相反,它们会产生可以计数的脉冲,以确定执行器已移动了多远,这需要您知道执行器从哪里开始确定绝对位置。通过存储执行器的当前位置并始终从已知位置启动执行器(如完全缩回),可以像在Arduino中那样在控制器的软件中克服这一问题。这可能需要您在每次打开系统时将执行器归位到这个已知位置。

使用霍尔效应传感器进行位置反馈的优势在于,与电位计的反馈相比,它提供了更高的分辨率。由于每英寸运动可产生1000个脉冲,因此霍尔效应传感器可为您定位线性执行器提供精确度和可靠性。脉冲的频率也会根据线性执行器的速度而变化,这意味着您可以使用它们来测量线性执行器的速度。霍尔效应传感器还提供了更大的能力来确保多个线性致动器同时运动,因为脉冲计数比电位计的变化电压更准确。利用我们的 FA-SYNC-X执行器控制器,您甚至可以确保执行器无论负载如何一致地运动。

光学传感器

光学传感器 线性执行器中使用的传感器(还有其他类型的光学传感器)的功能与霍尔效应传感器非常相似,只不过它们使用光电探测器来检测光[2]。光学传感器通过使来自LED或其他光源的光穿过编码器盘来工作。该编码器盘上开有插槽,以允许光线定期通过。光盘的另一侧是光电探测器,当它通过光盘中的插槽时,它会检测光并产生输出信号[3]。当执行器移动时,编码器盘旋转,光电探测器检测到光线,从而产生电压脉冲。可以类似于霍尔效应传感器的脉冲来使用这些脉冲来确定 执行器已移动多远。使用光学传感器进行位置反馈的线性执行器还将指定每英寸行进的脉冲,您可以使用该脉冲来确定执行器移动的距离。

 光学传感器

与电位计相比,光学传感器又具有与霍尔效应传感器类似的优点和缺点。它们具有更高的精度和分辨率,甚至比霍尔效应传感器还要大,并且可用于测量线性执行器的速度。它们还可以更好地确保您的多个线性执行器同时运动,并可以利用 FA-SYNC-X执行器控制器。它们也不测量绝对位置,而是要求您对脉冲进行计数以确定执行机构已移动了多远。您还需要从一个已知位置开始,因为您需要将当前位置保存在软件中以跟踪绝对位置。

概要

您可以从中选择想要的反馈类型 线性执行器 取决于您认为对您的应用程序更重要的内容。您需要很高的准确性吗?选择带有光学或霍尔效应传感器的线性执行器。您是否不想每次打开执行器都将其设置到原始位置?然后搭配带电位器的线性执行器。您要同时控制多个线性执行器吗?选择带有光学或霍尔效应传感器的线性执行器。您是否希望您的反馈提供绝对立场?搭配带电位器的线性执行器。

 

[1] Monari,G.(2013年6月) 了解光学和磁性编码器中的分辨率。从...获得: https://www.electronicdesign.com/technologies/components/article/21798142/understanding-resolution-in-optical-and-magnetic-encoders

[2] Paschotta,R。 关于光学传感器的文章。 从...获得:https://www.rp-photonics.com/optical_sensors.html

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