線性執行器的反饋選項

從機器人到電視升降機的任何自動化項目中,利用反饋來確保精確的運動都是關鍵。正確實施反饋可實現對您的精確閉環控制 線性執行器;您不再需要手動檢查線性執行器是否位於正確的位置。由於線性致動器通常用於將物體從一個位置移動到另一位置,因此從致動器接收的最重要的反饋是其位置。具有位置反饋的線性執行器通常將使用3種不同的傳感器之一來測量位置。電位計,霍爾效應傳感器和光學傳感器。

電位器

電位器 是可變電阻器,用於線性執行器時,其電阻會根據執行器的位置而變化。電位計將由3個引腳組成,如下所示,引腳1是輸入電壓,引腳3接地,而引腳2是可調電阻。您可以通過測量引腳2和地之間的電壓來讀取電位計的輸出,該電壓會隨著執行器的移動而變化。為了有效 實施此反饋,則需要使用某種類型的控制器,例如 Arduino的,以在執行器移動時讀取該位置值。

電位器

電位器的最大優勢之一是它可以指示線性執行器的絕對位置。因此,該反饋在控制器的軟件中非常容易處理,因為您可以簡單地將當前輸出讀數與所需位置的輸出讀數進行比較。如果關閉系統電源,您也不必擔心會丟失執行器的位置,因為無論是否通電,電位計的電阻都相同。

使用電位計進行位置反饋幾乎沒有缺點。缺點之一是電位器的反饋會受到電噪聲的影響,可能需要對信號進行濾波才能獲得穩定的結果。電位器的輸出還取決於電位器的輸入電壓,由於輸出信號可能會由於輸入電壓的微小變化而略有變化,因此可能難以確保多個線性執行器同時移動。另外,與其他反饋選項相比,電位計通常對線性執行器的較小移動不敏感,從而使可重複的結果更加困難。

霍爾效應傳感器

霍爾效應傳感器 根據霍爾效應進行工作,霍爾效應是磁場產生電壓的效應。霍爾效應傳感器可以提供數字或線性輸出,但是對於線性執行器,它們通常使用數字輸出霍爾效應傳感器。當這些傳感器檢測到磁場時,它們將產生可由控制器讀取的電壓[1]。對於線性致動器,這些傳感器與磁盤一起位於致動器的變速箱內。當線性致動器移動時,該磁盤旋轉通過霍爾效應傳感器,該霍爾效應傳感器產生電壓脈衝。這些脈衝可用於確定 執行器已移動多遠。通常,使用霍爾效應傳感器提供位置反饋的線性執行器會指定每英寸行程的脈衝,您可以使用該脈衝來確定執行器移動的距離。例如,如果您檢測到6000個脈衝,並且執行器的每英寸行進脈衝為12000,則意味著執行器已移動了0.5英寸。

 霍爾效應傳感器通過:https://www.electronicdesign.com/technologies/components/article/21798142/understanding-resolution-in-optical-and-magnetic-encoders

與電位計相比,使用霍爾效應傳感器進行位置反饋的主要缺點是霍爾效應傳感器無法測量絕對位置。相反,它們會產生可以計數的脈衝,以確定執行器已移動了多遠,這需要您知道執行器從哪裡開始確定絕對位置。通過存儲執行器的當前位置並始終從已知位置啟動執行器(如完全縮回),可以像在Arduino中那樣在控制器的軟件中克服這一問題。這可能需要您在每次打開系統時將執行器歸位到這個已知位置。

使用霍爾效應傳感器進行位置反饋的優勢在於,與電位計的反饋相比,它提供了更高的分辨率。由於每英寸運動可產生1000個脈衝,因此霍爾效應傳感器可為您定位線性執行器提供精確度和可靠性。脈衝的頻率也會根據線性執行器的速度而變化,這意味著您可以使用它們來測量線性執行器的速度。霍爾效應傳感器還提供了更大的能力來確保多個線性致動器同時運動,因為脈衝計數比電位計的變化電壓更準確。利用我們的 FA-SYNC-X執行器控制器,您甚至可以確保執行器無論負載如何一致地運動。

光學傳感器

光學傳感器 線性執行器(還有其他類型的光學傳感器)中使用的傳感器的功能與霍爾效應傳感器非常相似,只不過它們使用光電探測器來檢測光[2]。光學傳感器通過使來自LED或其他光源的光穿過編碼器盤來工作。該編碼器盤上開有槽,以允許光線定期通過。光盤的另一側是光電檢測器,當它穿過光盤中的插槽時,它會檢測光並產生輸出信號[3]。當致動器移動時,編碼器盤旋轉,光電探測器檢測到光線,從而產生電壓脈衝。可以類似於霍爾效應傳感器的脈衝來使用這些脈衝來確定 執行器已移動多遠。使用光學傳感器進行位置反饋的線性執行器還將指定每英寸行進的脈衝,您可以使用該脈衝來確定執行器移動的距離。

 光學傳感器

與電位計相比,光學傳感器又具有與霍爾效應傳感器類似的優點和缺點。它們具有更高的精度和分辨率,甚至比霍爾效應傳感器還要大,並且可用於測量線性執行器的速度。它們還可以更好地確保您的多個線性執行器同時運動,並可以利用 FA-SYNC-X執行器控制器。它們也不測量絕對位置,而是要求您對脈衝進行計數以確定執行機構已移動了多遠。您還需要從一個已知位置開始,因為您需要將當前位置保存在軟件中以跟踪絕對位置。

概要

您可以從中選擇想要的反饋類型 線性執行器 取決於您認為對您的應用更重要的內容。您需要很高的準確性嗎?選擇帶有光學或霍爾效應傳感器的線性執行器。您是否不想每次打開執行器都將其設置到原始位置?然後搭配帶電位器的線性執行器。您要同時控制多個線性執行器嗎?選擇帶有光學或霍爾效應傳感器的線性執行器。您是否希望您的反饋提供絕對立場?搭配帶電位器的線性執行器。

 

[1] Monari,G.(2013年6月) 了解光學和磁性編碼器中的分辨率。從...獲得: https://www.electronicdesign.com/technologies/components/article/21798142/understanding-resolution-in-optical-and-magnetic-encoders

[2] Paschotta,R。 關於光學傳感器的文章。 從...獲得:https://www.rp-photonics.com/optical_sensors.html

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