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die Nachrichten von POSITAL FRABA

ABSOLUTE DREHGEBER VS INKREMENTALGEBER

10. January 2020

Absolute Drehgeber
Inkremental oder absolut?

Positionierungsaufgaben benötigen präzise Positionswerte zur Überwachung oder Steuerung von Bewegungsaktionen. Bei vielen Anwendungen erfolgt die Positionsabtastung mit Drehgebern, die auch Wellengeber oder einfach Geber genannt werden. Diese Sensoren wandeln eine mechanische Winkelposition einer mechanische Welle oder einer Achse in ein elektronisches Signal um, das von einem Steuersystem weiterverarbeitet werden kann.

Absolute Drehgeber

Absolute Drehgeber sind in der Lage, unverwechselbare Positionswerte von dem Moment an zu liefern, zu dem sie eingeschaltet werden, oder auch sofort nach einem Stromausfall. Dies erfolgt durch Abtasten der Position eines codierten Materials. Allen Positionen in diesen Systemen ist ein fester Code zugeordnet. Auch Bewegungen, die erfolgen, wenn das System stromlos ist, werden sofort in genaue Positionswerte umgewandelt, wenn der Geber wieder mit Strom versorgt wird.

  • Magnetisches und Optisches Messprinzip
  • Schnittstellen: Analog, Ethernet, Feldbus, Parallel und Serielle
  • Auflösung bis zu 16 Bit
  • Multiturn und Singleturn Umdrehung

 

Inkrementalgeber

Inkrementalgeber messen Winkelwerte, indem sie ein Material mit einem periodischen Muster zählen, wobei von einem beliebigen Punkt aus angefangen wird. Diese Messmethode liefert keine inhärenten absoluten Positionen für ein gemessenes Signal. Eine anfängliche Zuordnung zu einem Referenzpunkt ist also für alle Positionierungsaufgaben notwendig, sowohl beim Start des Steuersystems als auch, wenn die Stromversorgung des Inkrementalgebers unterbrochen wurde.

  • A, B, Z und invertierten Signalen. als HTL (Push-Pull) oder TTL (RS422)
  • Bis 16384 Impulse pro Umdrehung
  • Flexible Skalierung und Funktionalität
  • Magnetisches Messprinzip

ABSOLUTE DREHGEBER VS INKREMENTALGEBER
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Magnetisches Messprinzip

10. January 2020

Absolute Drehgeber

Magnetische Drehgeber bestimmen eine Winkelposition mithilfe von Magnetfeldsensoren, die auf dem Hall-Effekt basieren. Ein Dauermagnet  , der an der Welle des Drehgebers befestigt ist, erzeugt ein Magnetfeld, das vom Sensor  gemessen wird, der wiederum einen unverwechselbaren, absoluten Positionsmesswert erzeugt.

Signalverarbeitung ist der Schlüssel

Die Grundlage für den Technologiesprung, der magnetische Drehgeber nun optischen Systemen gleichstellt, ist eine neue Generation dieser Sensorik. Eine komplexe Signalverarbeitung durch einen leistungsstarken 32-Bit-Mikroprozessor führt zu einer deutlich höheren Auflösung und Genauigkeit. Diesen Eigenschaften wurde eine inkrementale Schnittstelle hinzugefügt, sodass POSITAL nun die gesamte Bandbreite an Geber-Lösungen abdecken kann.

Multiturn Innovation

Die Sensorik auf Basis des Hall-Effekts bildet die Singleturn-Stufe der Absolutdrehgeber, der allerdings noch die Fähigkeit fehlt, mehrere Umdrehungen auch bei Unterbrechung der externen Spannungsversorgung zu erfassen. POSITAL löst dieses Problem mithilfe eines Energy-Harvesting-Systems, das auf dem Wiegand-Effekt beruht und keine Batterie zur Versorgung benötigt. Letztere bringen erhebliche Nachteile z.B. in Form begrenzter Lebensdauer, großer Masse und umweltschädlicher Inhaltsstoffe mit sich. Auch Getriebe, die groß, schlecht skalierbar und kostenintensiv sind, werden zur Umdrehungszählung nicht benötigt. Das Energy-Harvesting-System erzeugt unabhängig von der Geschwindigkeit einer Drehbewegung, einen elektrischen Impuls und versorgt so die Zählelektronik für Multiturn-Geber. Dieses bewährte Prinzip ermöglicht es auch im industriellen Einsatz, absolute Positionen zuverlässig ohne externe Versorgungsspannung zu messen.

  Optisches Messprinzip

Ein Schlüsselbauteil eines optischen Drehgebers ist die Codescheibe , die auf dem Drehgeber montiert ist. Es handelt sich hierbei um eine Scheibe aus transparentem Material, die ein konzentrisches Muster transparenter und undurchsichtiger Bereiche trägt. Infrarotlicht von einer Led scheint durch die Codescheibe auf eine Anordnung von Fotorezeptoren . Wenn sich die Welle dreht, wird eine unverwechselbare Abfolge von Fotorezeptoren durch das Licht, dass durch das Muster auf der Scheibe vorgegeben ist, beleuchtet. Für Multiturn Modelle gibt es ein zusätzliches Set von Getrieberädchen, das in einer Verzahnung angeordnet ist. Wenn die Hauptwelle rotiert, werden diese Getrieberädchen zusammenverzahnt, um sich wie die Räder eines Kilometermessers zu drehen. Die Rotationsposition jedes Getrieberädchens wird optisch überwacht und das Ergebnis ist eine Zählung der Nettoanzahl von Umdrehungen des Geberschafts.

Funktionsweise

POSITALs optische IXARC Drehgeber liefern eine hohe Genauigkeit (bis zu 65.536 bzw. 216 Schritte pro Umdrehung) sowie eine hervorragende Dynamik. Multiturn-Modelle können bis zu 16.384 Umdrehungen messen. Diese Drehgeber können in anspruchsvollen Industrieumgebungen eingesetzt werden.

Vorteile optischer Geber
  • Höchste Auflösung und Genauigkeit mit ausgezeichneter Dynamik
  • Einsatz in Gebieten mit hohen Magnetfeldern
  • Zuverlässigkeit durch absolute Position
  • Keine Batterien erforderlich

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