Encoders: entenda a diferença entre single-turn e multi-turn

Encoders: entenda a diferença entre single-turn e multi-turn0

Entenda a diferença entre encoders absolutos/incrementais single-turn e multi-turn e onde utilizar cada um deles. Aprenda mais aqui, no Centro de Conhecimento Dynapar.

Conheça mais sobre as tecnologias

Os encoders single-turn (volta-única) medem o deslocamento do eixo em 360° a partir de uma posição inicial definida com uma saída repetida para cada rotação do eixo do encoder. Já os encoders multi-turn (multi-voltas), além da medição do grau de rotação dentro de 360°. Também registram o número de rotações totais do eixo do encoder, utilizando um valor digital único (ou “word”) para cada posição e número de rotações.

Um encoder single-turn é análogo a um relógio com ponteiro apenas para minutos (figura à esquerda). Após 60 minutos, o relógio é reiniciado e não registra o número total de rotações, ou neste caso, horas. Um encoder multi-turn é como um relógio tradicional, com um ponteiro para minuto e outro para horas (figura à direita). Em qualquer momento, tanto a posição do ponteiro quanto o número total de rotações do ponteiro dos minutos (horas) podem ser lidas.diferenca encoder single-turn e multi-turn

Aplicações para encoder single-turn

Os encoders single-turn são ideais para aplicações que medem menos de 360° de rotação. Como a medição do ponto de articulação de um ângulo ou medição de rotações parciais de um eixo. Por exemplo, um encoder single-turn pode ser usado para medir o ponto de articulação de uma porta. Ou para determinar o ângulo de sua abertura. Um encoder single-turn também pode ser usado para medir o ponto de pivô de uma antena rotativa para determinar seu ângulo.

Os encoders absolutos single-turn também são comumente usados em servo motores de ímã permanente. Para fornecer a posição do estator do motor em relação ao rotor após a inicialização para um controle de torque melhorado. Apesar de um motor fazer várias rotações, muitas aplicações não requerem registrar o número total de voltas, apenas a posição dentro de uma rotação.

>>Encoders absolutos: conheça o que é, como funciona, preço, aplicações e as opções Dynapar

Aplicações para encoder multi-turn

Os encoders multi-turn são ideais para aplicações que medem o grau de rotação e o número total de rotações. Eles também são ideais para medir longos períodos de movimento linear onde não é possível. Ou econômico usar um encoder linear ou quando o ponto de rotação não é acessível. Por exemplo: registar o movimento ao longo da circunferência de uma grande antena parabólica. Medir a rotação de um anel deslizante ou a medição de um sistema de registro de profundidade bem detalhado.

Os encoders multi-turn também são ideais para o feedback do servo-motor quando a aplicação envolve eixos coordenados que são deslocados. Com um encoder single-turn, os deslocamentos serão perdidos quando o sistema perder a energia e o sistema precisaria ser mantido. Apesar de um backup de bateria ajudar a evitar isso, o sistema ainda perderia posição se ele se mover mecanicamente enquanto a energia estiver desligada (por exemplo, se um operador mover manualmente o dispositivo). Com um encoder multi-turn, a posição de deslocamento pode ser programada na lógica da máquina.

Por exemplo, se um sistema de fabricação de semicondutores perde energia ao processar um wafer grande, reajustar o dispositivo e retornar à sua posição anterior dentro da escala manométrica. É quase impossível e pode resultar em que o wafer inteiro seja perdido. Por isso aplicações como esta usam encoders multi-turns que permitem que as posições sejam salvas mecanicamente no encoder no caso de uma falha de energia.

A tecnologia multi-turn nos encoders

Encoders incrementais multi-turn

encoder incremental multi-turn
HS35R: encoder incremental multi-turn

Encoders incrementais normalmente incluem um canal especial no seu disco de códigos conhecido como canal de índice, index, marker ou canal Z. Este é um canal no disco que é separado e tem uma única região opaca. Cada vez que o disco de códigos completa uma rotação total, o canal Z gera um único pulso. O dispositivo de leitura pode usar esse pulso para contar o número de rotações completas. Que a carga faz e usa contagem para cima/para baixo para rastrear as rotações parciais.

O número de rotações completas que o dispositivo que recebe sinal de um encoder incremental multi-turn pode monitorar é limitado apenas pelo processamento e capacidade de armazenamento do dispositivo de leitura que normalmente é um microprocessador. A principal desvantagem de um encoder incremental multi-turn é que ele perde todas as informações em um desligamento de energia. Para superar esta limitação, um backup de bateria pode ser usado para permitir que os dados sejam salvos. No entanto, se o sistema se mover mecanicamente após a perda de energia, o sistema precisará ser mantido, a menos que o backup da bateria e um contador estejam presentes no lado do encoder.

Encoders absolutos multi-turn com engrenagens

ac58 hengstler
AC58: encoder absoluto multi-turn

A versão mais simples de um encoder absoluto multi-turn envolve dois discos:

– Disco para monitoramento ±360 °

– Disco secundário para monitorar rotações completas do disco de código primário.

Os dois estão conectados por um sistema de engrenagem complexo que indexa o disco secundário para cada rotação total do disco primário.

Isso pode levar a um sistema capaz de rastrear uma quantidade significativa de movimento. Por exemplo, emparelhar um disco primário de 10 bits e um disco secundário de 10 bits produz um sistema capaz de 1024 posições rotativas e 1024 voltas completas.

Em teoria, esses projetos podem ser expandidos para um alto número de discos secundários, dependendo dos requisitos da aplicação.

 

 

ar62 hengstler
Encoder AR62: encoder absoluto sem engrenagens

Encoders absolutos multi-turn com sensores (Wiegand)

Um sensor Wiegand pode ser usado para criar um encoder multi-turn sem engrenagens. Ele gravará as rotações induzindo a mudança em um campo magnético. Isso faz com que um fio gere um pulso uma vez por rotação do encoder.

O pulso habilita um contador dentro do encoder que então grava a rotação. Com menos componentes mecânicos, os encoders multi-turns absolutos com sensor Wiegand geralmente são mais compactos do que outros encoders multi-turns. Menos fricção é gerada dentro do encoder graças a menos componentes mecânicos.

 

 

Um encoder multi-turn é mais preciso do que um encoder single-turn?

Um encoder multi-turn tecnicamente aumenta a resolução do dispositivo. No entanto, a precisão ainda é ditada pela contagem de bits single-turn. Em muitas aplicações, o encoder não irá limitar a precisão do sistema. Isso acontece porque a precisão do dispositivo single-turn excede a precisão mecânica do resto do sistema.

 

Sobre a Dynapar

A Dynapar é uma das empresas operacionais da Specialty Product Technologies, Grupo Fortive, do qual também fazem parte a Veeder-RootWest Control SolutionsHengstlerAnderson-NegeleGems Sensors, entre outras. Possui fábricas no Brasil, Estados Unidos e Alemanha..

Conta com assistência técnica local e 1 ano de garantia para todos os produtos. Oferece a mais completa linha de encoders do mercado: incremental, absoluto, senoidal, heavy-duty (robusto).

Seus encoders são dedicados a mercados como energia eólica, área petrolífera e veículos fora da estrada. Experiência, versatilidade e competência para atender sua necessidade de precisão e desempenho.

One comment

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