1. Một số phương pháp đo vận tốc vòng quay cơ bản
1.2. Đo vận tốc vòng quay bằng phương pháp quang điện tử
* Dùng bộ cảm biến quang tốc độ với đĩa mã hóa :
Encoder là thiết bị có thể phát hiện sự chuyển động hay vị trí của vật, Encoder sử dụng các cảm biến quang để sinh ra chuỗi xung, từ đó chuyển sang phát hiện sự chuyển động, vị trí hay hướng chuyển động của vật thể.
Hình 4.4 Sơ đồ hoạt động với đĩa quang mã hóa
Nguồn sáng được lắp đặt sao cho ánh sáng liên tục được tập trung xuyên qua đĩa, bộ phận thu nhận ánh sáng được lắp đặt ở mặt còn lại của đĩa sao cho có thể nhận được ánh sáng, đĩa được lắp đặt đến trục động cơ hay thiết bị khác cần xác định vị trí sao cho khi trục quay, khi đĩa quay sao cho lỗ, nguồn sáng, bộ phận nhận ánh sáng thẳng hàng thì tín hiệu xung vuông sinh ra.
Khuyết điểm : cần nhiềulỗ để nâng cao độ chính xác nên dễ làm hư hỏng đĩa quay * Đĩa mã hóa tương đối :
Encoder với một bộ xung thì sẽ không thể phát hiện được chiều quay, hầu hết các Encoder mã hoá đều có bộ xung thứ 2 lệch pha o
90 so với bộ xu ng thứ nhất và một xung xác định thời gian Encoder quay một vòng
Hình 4.5 Sơ đồ thu phát Encoder tương đối
Xung A, xung B và xung điều khiển, nếu xung A xảy ra trước xung B, trục sẽ quay theo chiều kim đồng hồ, và ngược lại. xung Z xác định đã quay xong một vòng. Gọi Tn là thời gian đếm xung, N0 là số xung trong một vòng (độ phân giải của bộ cảm biến tốc độ, phụ thuộc vào số lỗ), N là số xung trong thời gian Tn . Tốc độ quay n được tính theo công thức :
n T N N n 0 4 60 , (vòng/phút) (4-8)
Hình 4.6 Dạng sóng ra của Encoder 2 bộ xung
* Đĩa mã hóa tuyệt đối :
Để khắc phục nhược điểm chính của đĩa mã hoá tương đối là khi mất nguồn số đếm sẽ bị mất, như vậy khi các cơ cấu ngừng hoạt động vào buổi tối hay khi bảo dưỡng sửa chữa thì khi bật nguồn trở lại Encoder sẽ không thể xác định chính xác vị trí cơ cấu. Đĩa mã hoá tuyệt đối được thiết kế để luôn xác định được vị trí vật một cách chính xác.
Đĩa Encoder tuyệt đối sử dụng nhiều vòng phân đoạn theo hình đồng tâm gồm các phân đoạn chắn sáng vàkhông chắn sáng.
- Vòng trong cùng xác định đĩa quay đang nằm ở nửa vòng tròn nào.
- Kết hợp vòng trong cùng với vòng tiếp theo sẽ xác định đĩa quay đang nằm ở 1/4 vòng tròn nào.
Hình 4.7 Sơ đồ thu phát Encoder tuyệt đối (sử dụng mã Gray)
- Các rãnh tiếp theo cho ta xác định được vị trí 1/8, 1/16 …vv của vòng tròn, vòng phân đoạn ngoài cùng cho ta độ chính xác cuối cùng.
- Loại Encoder này có nguồn sáng và bộ thu cho mỗi vòng nếu Encoder có 10 vòng sẽ có 10 bộ nguồn sáng và thu, nếu Encoder có 16 vòng sẽ có 16 bộ nguồn sáng và
thu.
- Để đếm đo vận tốc hay vị trí (góc quay), có thể sử dụng mã nhị phân hoặc mã Gray. Tuy nhiên thực tế chỉ có mã Gray được sử dụng phổ biến.