Преобразователи и энкодеры — это устройства, которые измеряют положение вращения вала путем преобразования механического движения в электрический сигнал. Преобразователи имеют более длительную историю, первоначально использовались в военных целях и были приняты для промышленного использования благодаря своей прочной конструкции. Но кодеры заменяют преобразователи во многих приложениях. Что движет переходом от преобразователей к кодировщикам, и когда каждая технология имеет смысл?

Преобразователь похож по конструкции на двигатель, состоящий из ротора с первичной (опорной) обмоткой и статора с двумя вторичными обмотками — синусоидальной (SIN) и косинусоидальной (COS) — которые механически расположены на расстоянии 90 градусов друг от друга. Когда переменное напряжение подается на обмотку ротора, затем в обмотках статора индуцируются напряжения. Эти напряжения равны значению опорного напряжения, умноженному на синус или косинус угла наклона входного вала от нулевой точки. Соотношение напряжений представляет абсолютное положение входного вала, и преобразователь преобразователя в цифровой (RDC) сравнивает два напряжения для определения положения вала.

Преимущества, которые имеют преобразователи по сравнению с кодерами, делают их более подходящими для чрезвычайно сложных применений, таких как военное и аэрокосмическое оборудование. Одним из наиболее существенных преимуществ преобразователей является отсутствие в них чувствительной оптики, что позволяет им выдерживать гораздо более высокие вибрации и ударные нагрузки, чем энкодеры. Они также устойчивы к электрическим помехам. А без твердотельной электроники они могут выдерживать гораздо более высокие температуры, чем энкодеры, и обладают более высокой общей долговечностью.

Несмотря на эти преимущества, энкодеры выигрывают как технология выбора во многих приложениях. Одной из причин этого является относительная сложность интеграции преобразователя в систему. Преобразователь и схема фильтрации, необходимые для преобразования аналогового сигнала преобразователя, должны быть тщательно интегрированы и “настроены” на приводную систему. Эта электроника может стоить в несколько раз (3-5 раз) дороже самого преобразователя, что делает систему распознавания очень дорогой. Энкодеры, с другой стороны, являются цифровыми устройствами, поэтому их интеграция в системы управления относительно проста и не требует сложной электроники или схемных решений.

С точки зрения производительности энкодеры имеют меньший вес и инерцию вращения, чем преобразователи, что делает их более подходящими для применений с высокими скоростями ускорения и замедления. Кроме того, коэффициент преобразования RDC ограничивает максимальную скорость преобразователя, и преобразователи теряют некоторую точность, когда приложение сталкивается с быстрыми изменениями скорости, как это часто бывает с серводвигателями. Точность кодера обычно находится в диапазоне 20 угловых секунд, что намного лучше, чем диапазон точности преобразователя в 3 угловых минуты. Другим преимуществом, которое делает энкодеры более привлекательным вариантом, является то, что их можно модернизировать путем замены элемента обратной связи и изменения программного обеспечения, в то время как замена преобразователя потенциально потребует изменения преобразователя, фильтра, напряжения питания и частоты.

Взвесив преимущества и недостатки как преобразователей, так и кодировщиков, решающим фактором при выборе наилучшей альтернативы часто будет окружающая среда. Для применений, связанных с ударными нагрузками, вибрацией или высокими температурами, преобразователи являются более надежным решением. Но конструкции энкодеров становятся все более прочными и надежными, и теперь они могут выдерживать условия, для которых ранее требовался преобразователь. Эта повышенная долговечность в сочетании с простотой использования объясняет, почему энкодеры становятся предпочтительным выбором по сравнению с преобразователями.