Yleistä
Pulssianturit yksinkertaistavat koneen ja sitä ohjaavan automatiikan välisen kytkennän. Ne toimivat takaisinkytkentäeliminä useissa säätösovelluksissa muodostamalla pyörivän akselin liikkeestä digitaalisen tiedon käsittelyä tai näyttöä varten.
Mikä on pulssianturi?
Pulssianturi muistuttaa moottoria, joka koostuu pyörivästä akselista, kotelosta ja sähköisestä liitännästä. Itse asiassa pulssianturi on pyörivä kytkin, jonka napojen ja asentojen määrä voi suurestikin vaihdella sen mukaan minkä tyyppinen anturi on kyseessä.
Pulssianturilla mittaaminen – mekaanisen liikkeen muuttaminen digitaaliseksi arvoksi – tapahtuu liittämällä pulssianturin akseli vaihteella tai joustavalla kytkimellä koneen pyörivään akseliin.
Kuinka mittaustieto muodostetaan anturissa riippuu siitä, minkälaista anturia käytetään. Kaksi tärkeintä anturityyppiä ovat inkrementtianturi, jota yleisesti kutsutaan pulssianturiksi sekä absoluuttikulma-anturi.
Yhdessä nämä anturityypit muodostavat perustan digitaalisille järjestelmille, jotka ovat syrjäyttäneet perinteiset analogiset järjestelmät.
Toimintaperiaate
Kun pulssianturin akselia käännetään, anturi generoi lähtöihinsä pulssijonon. Yksi pulssi vastaa tiettyä jako-osaa täy
destä akselin kierroksesta. Koska kaikki pulssit ovat samanlaisia, tieto käännetystä kulmasta muodostetaan laskemalla pulsseja niin, että laskurin arvo vastaa joka hetkellä sitä jako-osien (inkrementtien) määrää, jonka akseli on kääntynyt. Pulssit muodostetaan yleisimmin käyttämällä optista tekniikkaa. Läpinäkyviin ja tummennettuihin sektoreihin jaettu kiekko pyörii pienen valonlähteen ja valontunnistimen välissä.
Pulssit muodostuvat tummennetun alueen katkaistessa valon pääsyn tunnistimeen.
PULSSITIEDON TUNNISTUS
Pulssianturin sydän on akseliin kiinnitetty koodikiekko, jossa on samankokoisia läpinäkyviä ja läpinäkymättömiä alueita. Kiekon toisella puolella on alumiiniarsenidi-valonlähde ja vastapuolella valoherkkä vastaanotin.
Pulsseissa itsessään ei ole asematietoa, vaan pulssit on vietävä ulkopuoliseen laskuripiiriin, joka laskee niiden määrän.
Kun koodikiekko on paikallaan, valoherkän vastaanottimen lähtö on joko aktiivinen tai passiivinen eikä pulsseja synny. Laskuriin kertynyt pulssimäärä kertoo kuinka paljon akseli on kääntynyt.
Pulssianturilla on useita etuja:
- Edullinen hinta
- Nollausmahdollisuus
- Mahdollisuus mitata nopeutta (nopeuslaskurilla).
YKSIKANAVAINEN - KAKSIKANAVAINEN - NOLLAPULSSI
Pulssiantureita saa sekä yksi- että kaksikanavaisina. Kaksi kanavaisen pulssianturin pyörimissuunta voidaan tunnistaa, koska anturissa on kaksi valoherkkää tunnistinta, jotka muodostavat 90° (sähköasteita) vaihesiirrossa olevat suorakaideaaltopulssit. Yksinkertaisella logiikkakytkennällä pystytään
tunnistamaan kummalta kanavalta pulssi tulee ensin, ja sen mukaan päättelemään kiekon pyörimissuunta.
Nollapulssi on kerran kierroksella syntyvä pulssi, joka on kiinteässä suhteessa muihin pulssikanaviin. Sitä voidaan käyttää kääntymiskulman referenssipisteenä tai laskurin automaattiseen uudelleen asetteluun (RESET).
SÄHKÖINEN KYTKENTÄ
Pulssianturin sähköinen kytkeminen tapahtuu liittimen tai kaapelilähdön kautta. Kun kaapelointi on pitkä tai siihen voi kohdistua sähköisiä häiriöitä, on syytä käyttää anturia, jossa on Line driver -lähtö (LD). Pulssianturit voidaan varustaa balansoidulla linjalähettimellä (Line driver). Tämä mahdollistaa yli 100 kHz:n signaalin siirtämisen yli 100 m:n matkan normaalilla suojatulla parikierretyllä kaapelilla ilman vaihe-eron tai aaltomuodon muutoksia.
MEKAANINEN KYTKENTÄ
Jotta liike välittyisi pulssianturin akselille ilman välystä ja oikealla nopeudella, pitää käyttää pulssianturikäyttöön soveltuvaa pienoiskytkintä, jonka asennus on tehtävä huolellisesti. Kytkimen täytyy olla vääntöjäykkä ja poikittaissuuntaan joustava. Kytkin kompensoi pienet radiaali-, kulma- ja aksiaalipoikkeamat ja pidentää olennaisesti laakerien kestoikää. Pulssianturin lähtömomentti on hyvin pieni, eikä joustavaan kytkimeen kohdistu suurta voimaa. Anturin akselia ei tarvitse eikä saa koneistaa, sillä se saattaa vaurioittaa laakereita ja
koodikiekkoa. 