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Singleturn vs. Multiturn

29. März 2022

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.

An example of a multiturn encoder application is linear position feedback by measuring the number of revolutions of a precision ball screw. A specific linear motion can be achieved with a specific number of revolutions. If the exact position of the system is required at power-up, the additional capability of counting the number of revolutions without mains power is required. This is useful when moving the system manually while the main power to the machine is off.

An example of a system that requires only a singleturn encoder is one whose movement is limited by hardware to less than one full turn. For example, the position of the front wheels (steering wheels) in a car can only be rotated ±30 degrees left and right. The encoder that measures the steering angle does not need to count more than 0 - 60 degrees of movement, so multiturn counters are irrelevant for such an application.

Another way to illustrate the difference between the two types is to think of the singleturn encoder as a clock with only a minute hand, and the multiturn encoder as a clock with a minute hand and an hour hand. Both have 60 positions within one revolution, but the multiturn encoder (clock with hour hand) can also count up to 12 full revolutions.

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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Posted in: Encoder knowledge