Резольверы и энкодеры — это устройства, которые измеряют вращательное положение вала путем преобразования механического движения в электрический сигнал. Распознаватели имеют более долгую историю, первоначально использовались в военных целях и были приняты для промышленного использования благодаря своей прочной конструкции. Но энкодеры заменяют распознаватели во многих приложениях. Что движет переходом от распознавателей к энкодерам, и когда каждая технология обретает смысл?

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

Преимущества резольверов перед энкодерами делают их более подходящими для чрезвычайно сложных применений, таких как военное и аэрокосмическое оборудование. Одним из наиболее существенных преимуществ резольверов является отсутствие у 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 завоевывают популярность как технология выбора во многих областях применения. Одной из причин этого является относительная сложность интеграции распознавателя 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 (в 3-5 раз) дороже самого распознавателя, что делает систему распознавания очень дорогой. С другой стороны, энкодеры являются цифровыми устройствами, поэтому их интеграция в системы управления относительно проста и не требует сложной электроники или схемотехники.

С точки зрения производительности энкодеры имеют меньший вес и инерцию вращения, чем резольверы, что делает их более подходящими для применений с высокими скоростями ускорения и замедления. Кроме того, коэффициент преобразования RDC ограничивает максимальную скорость распознавателя, и распознаватели теряют некоторую точность, когда приложение сталкивается с быстрыми изменениями скорости, как это часто бывает с серводвигателями. Точность энкодера обычно находится в диапазоне 20 угловых секунд, что намного лучше, чем диапазон точности распознавателя в 3 угловые минуты. Еще одним 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 потребовала бы изменения преобразователя, фильтра, напряжения питания и частоты.

Оценивая преимущества и недостатки как распознавателей, так и энкодеров, решающим фактором, который является наилучшей альтернативой, часто будет окружающая среда. Для применений, связанных с ударными нагрузками, вибрациями 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 распознаватель. Эта повышенная долговечность в сочетании с простотой использования объясняет, почему энкодеры становятся предпочтительным выбором по сравнению с резольверами.