Singleturn vs. Multiturn

Für Winkelmesssysteme werden die Begriffe „Singleturn“ und „Multiturn“ verwendet. Der Unterschied zwischen den beiden besteht darin, dass die Ausgangssignale bei Singleturn-Messsystemen mit jeder Umdrehung der Drehgeberwelle wiederholt werden. Es gibt keine Daten darüber, ob der Geber eine oder 1 000 Umdrehungen ausgeführt hat. Bei absoluten Multiturn-Messsystemen (Multiturn-Absolutwertgebern) ist das Ausgangssignal für jede Wellenposition bei jeder Umdrehung bis zu einer bestimmten Anzahl von Umdrehungen (z. B. 4096) einzigartig.

Ein Beispiel für eine Multiturn-Drehgeberanwendung ist das Positionsfeedback durch Messung der Umdrehungen an einem Präzisions-Kugelgewindetrieb. Eine bestimmte lineare Bewegung kann mit einer bestimmten Anzahl von Umdrehungen erreicht werden. Wenn die exakte Position des Systems beim Einschalten benötigt wird, ist eine Funktion erforderlich, welche die Anzahl der Umdrehungen ohne Netzstrom zählt. Dies ist nützlich, wenn das System von Hand bewegt wird, während die Hauptstromversorgung der Maschine ausgeschaltet ist.

Ein Beispiel für ein System, das nur einen Singleturn-Drehgeber benötigt, findet sich, wenn die Bewegung hardwareseitig auf weniger als eine volle Umdrehung beschränkt ist. Beispielsweise kann die Position der Vorderräder (Lenkräder) in einem Auto nur um +/- 30 Grad nach links und rechts gedreht werden. Das Messsystem, das den Lenkwinkel misst, muss nicht mehr als eine 0–60 Grad Umdrehung erfassen. Ein Multiturn-Zähler ist daher für eine solche Anwendung irrelevant.

Eine andere Möglichkeit, den Unterschied zwischen den beiden Varianten zu veranschaulichen, ist, sich den Singleturn-Drehgeber als eine Uhr mit nur einem Minutenzeiger und den Multiturn-Drehgeber als eine Uhr mit einem Minuten- und einem Stundenzeiger vorzustellen. Beide hätten 60 Positionen innerhalb einer Umdrehung, aber die Multiturn-Version (Uhr mit Stundenzeiger) würde auch bis zu 12 volle Umdrehungen zählen können.

Eine zusätzliche Funktion einiger Multiturn-Drehgeber ist die Fähigkeit, die Anzahl vollständiger Umdrehungen selbst bei ausgeschaltetem Geber erfassen zu können. Um diese zusätzliche Funktion erfüllen zu können, muss ein Multiturn-Drehgeber mit zusätzlicher Hardware ausgestattet werden. Hierzu gibt es folgende Möglichkeiten:

• Batteriebetrieben: Eine Batterie speichert die Anzahl der Umdrehungen bei ein- und ausgeschalteter Stromversorgung. Sie nutzt eine energiesparende Elektrik zur Erfassung von Bewegungen.
• Schaltgetrieben: Die Anzahl der Umdrehungen wird mechanisch mithilfe eines Untersetzungsgetriebes gespeichert.
• Eigene Stromquelle: Diese Geber arbeiten nach dem Prinzip der Energierückgewinnung, indem sie Energie aus der Wellenbewegung erzeugen. Dieses 2007 eingeführte Prinzip nutzt einen Wiegand-Sensor, um genügend Energie für die Stromversorgung des Gebers zu erzeugen und die Anzahl der Umdrehungen im Speicher zu hinterlegen.

Left: single-turn; right: multi-turn

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