單圈和多圈

2022年3月29日

旋轉編碼器會使用單圈和多圈術語。兩者的差異是使用單圈編碼器時,編碼器軸的每圈都會產生重複的輸出碼。從資料無法判斷編碼器的圈數為 1 或 1000。使用多圈絕對式編碼器時,在高達某個特定圈數(例如 4096 圈)的每圈裡,每個軸位置都會產生不重複的輸出。

多圈編碼器的應用範例是透過量測精確滾珠螺桿的旋轉圈數,提供線性位置回饋。部分線性動作可以透過特定旋轉圈數來達成。如果啟動電源時需要系統的確切位置,則需要在未連接主要電源時計算旋轉圈數的額外功能。在關閉機器主要電源的情況下手動移動系統時,此功能非常實用。

只需要單圈編碼器的系統範例是硬體限制動作少於完整一圈。例如,車輛前輪(方向盤)的位置只能向左和向右轉動 +/- 30 度。量測方向盤角度的編碼器不需要超過 0 - 60 角度動作的計數,因此多圈計數器不適用於這類應用。

另一個以視覺化方式理解兩種類型差異的方法是,將單圈編碼器視為只有分針的時鐘,多圈編碼器則是有分針和時針的時鐘。兩者旋轉一圈都有 60 個位置,但多圈編碼器(有時針的時鐘)也能計數至 12 個完整旋轉圈數。

部分多圈編碼器的額外功能是即使在編碼器未開啟電源的情況下也能計算完整圈數的功能。為了達成這個額外功能,多圈編碼器需要額外的硬體,以便計算圈數。可以透過以下方式完成:

  • 電池供電:電池可跨不同的電源循環週期保持計數。使用省電的電子裝置設計來偵測動作。
  • 齒輪傳動:齒輪系可機械儲存圈數。
  • 自行供電:這些編碼器運用能量採集原理,透過移動軸來產生能量。此原理在 2007 年導入,使用韋根感測器產生電力為編碼器供電,並將圈數寫入非揮發性記憶體。

Left: single-turn; right: multi-turn



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