Dijital, Enkoder ve Counter Sensörleri Kullanarak Devir, Açı ve Hız Ölçme

İçerik

Bu makalede, dijital sinyallerin yanı sıra dijital enkoderleri , takometreleri ve RPM sensörlerini günümüzün en iyi veri toplama (DAQ) sistemleriyle nasıl ölçebileceğinizi, ayrıntılarıyla tartışacağız. Böylece:
     • Bu sensörlerin nasıl çalıştığını göreceksiniz.
     • Dijital sensörlerin analog verilerle nasıl senkronize edildiğini öğreneceksiniz.
     • Bunları testinizde nasıl kullanabileceğinizi anlayacaksınız.

Başlamaya hazır mısınız? Hadi başlayalım.

Çoğu mühendis, veri toplama sistemlerinin gerilimler, sıcaklıklar, akımlar, ivmeölçerler tarafından algılanan titreşimler, Wheatstone köprüsü strain gauge sensörleri tarafından algılanan gerilim ve daha fazlası gibi zaman tabanlı sinyalleri ölçmek için kullanıldığını biliyor.

Ancak çoğu zaman, daha yaygın zaman tabanlı verilerle eşzamanlı olan ayrık olayları ve dönüş açısını ölçmek gerekir. Ayrık olaylar, yalnızca iki olası değeri olan olaylardır, örneğin açma / kapama anahtarları.

Bunlar, temelde yüksek-düşük (“açık / kapalı”) voltaj durumlarından oluştukları için bazen ” dijital sinyaller ” olarak adlandırılır. İlerleyen bölümlerde, bu ek sinyal türlerinin bazı örneklerini sunacak ve bunların en iyi nasıl ölçüldüklerini ve verilerin geri kalanıyla nasıl senkronize olduklarını tartışacağız. 

Ayrık Sinyaller / Dijital Sinyaller nedir?

Test edilen ünite (TEÜ) yakında olmadığında düşük bir voltaj (bu örnekte 0 V) veren, ancak TEÜ menzil içine girdiğinde daha yüksek bir voltaj (5V) veren bir sensör durumunu ele alalım. Analog verileri bağlama oturtmak için bu ayrı durumu ölçüm sistemimizle senkronize olarak kaydetmek gerekli olabilir. Peki bunu nasıl yapabiliriz?
İdeal TTL açık / kapalı akışının temsili

Basit bir yol, bu elektrik sinyallerini alıp bunları ölçüm sisteminin analog girişlerine bağlamaktır. Bu işe yarayacak ve yalnızca bir analog kanalı kaplayacaktır. Ancak, ya sekiz yaklaşım sensörünün durumunu kaydetmemiz gerekirse… veya on… veya daha fazla?

Bu durumda, geniş kapsamlı ve nispeten pahalı analog girişlerimizi bu kadar basit ayrık sinyaller için kullanmak çok büyük bir israf olur. Ek olarak, bazen ayrık girişler, nispeten yavaş analog girişlerin destekleyebileceğinden daha yüksek bant genişliği gerektirir, bu nedenle bir analog giriş ne olursa olsun iyi bir uyum sağlayamayabilir.

Birden fazla ayrık sinyalin elde edilmesi gerektiğinde, bu görev için tasarlanmış bir dijital giriş kullanmak daha verimli ve çok daha ucuzdur. SIRIUS ürün serisi gibi Dewesoft DAQ sistemleri söz konusu olduğunda, her bir counter girişi, counterlar ve enkoderler gibi ayrı dijital çıkışlara sahip çeşitli sensörlerin yanı sıra bir dizi ayrı dijital girişle çalışabilir.

Counter / enkoderler tipik olarak çok yüksek bir hızda çalıştığından, bu counter girişlerinin zaman tabanı 102.4 MHz’de oldukça yüksektir ve bu da fiziksel ölçüm için tipik analog girişlerden çok daha fazla olan 10 MHz bant genişliği sağlar.

Dijital girişlerin en basit olanı, gördüğünüz gibi kare dalgaya benzeyen açık / kapalı sinyal türüdür. Bunlara bazen ” discrete channels ” veya ” event channels ” denir. Yalnızca iki duruma sahip olduklarından, genellikle bir kapının açık veya kapalı durumunu veya bir devrenin açık veya kapalı olduğunu veya geçen bir kanadın durumunu ve ihtiyaç duyabileceğimiz binlerce başka evet / hayır olasılığını göstermek için kullanılan bir ölçüdürler.

TTL Sinyali Nedir?

Ayrık girişler normalde bir röle veya transdüserden 5V çekmeye dayalı TTL (transistor to transistor logic) seviyelerinde çıkar. Teorik olarak, mükemmel TTL açma / kapama sinyali, KAPALI’yı temsil eden 0V (0’ın dijital değeri anlamına gelir) ve AÇIK’ı temsil eden 5V (1’in dijital değeri anlamına gelir) olacaktır. Ancak pratikte, bu tür bir kesinliğe ulaşmak neredeyse imkansızdır, bu nedenle kabul edilebilir aralıklar KAPALI için 0 ila 0,8 V ve AÇIK için 2 V ila 5 V olmuştur.

Kabul edilebilir TTL seviyesi giriş ve çıkış seviyeleri

Dewesoft Dijital / Ayrık Girişler

Dewesoft’un Counter / Enkoder girişleri, ayrık / dijital girişler için kullanılabilen üç giriş sağlar. Bazı modeller ayrıca counter girişlerinden ayrı olarak özel DI (dijital input) hatları sağlar.Ayrıntılar için Dewesoft SuperCounter® Teknolojisinin altındaki bölüme bakabilirsiniz.

Counter veya Enkoder nedir?

Counter ve enkoderler, pulse sayma işlevi görür. Bazen uygulama gerçekten sadece saymaktan ibarettir, ancak çoğu zaman açıyı veya açısal konumu ölçmek için yapılır.

Örneğin, arabanızdaki direksiyon simidi: arabanın gerçek zamanlı olarak tam olarak hangi yöne yönlendirildiğini bilmek önemlidir. Bunun için direksiyon simidindeki bir enkoder, 360 ° dönüşü binlerce ayrı adıma böler. Aynı zamanda, üst ölü nokta (düz ileri yönlendirme) bilinen bir dönüş konumu değerinde olacak şekilde yapılandırılmıştır.

Günümüzün tüm güvenlik ve çarpışmadan kaçınma özelliklerinin yanı sıra binek otomobiller, tarım araçları ve daha fazlasında kendi kendine sürüş özellikleri, direksiyon simidinin tam konumunu her zaman bilmek için bu enkoderlere güvenmektedir.

Ancak direksiyon simidimizden sadece kısa bir mesafe ötede, radyonuzun sesini değiştirebileceğiniz veya farklı bir kanala geçebileceğiniz gösterge panelinde bir döner kadran vardır. Bu kadran, seçtiğiniz enkoder konumunu okuyan ve her iki yönde de olası seçenekler arasında gezinmenize olanak tanıyan bir mikro denetleyiciyi besleyen dijital çıkışlı bir enkoderdir.

Genellikle, hacim enkoderi bir başlatma ve durdurma konumu ile ayarlanırken, kanal değiştiren enkoderin tüm istasyonların etrafında dönmesine izin verilir. Bunlar, çoğu insanın her gün otomobillerinde kullandığı enkoder uygulamalarıdır.

Counter ve Enkoder Uygulamaları

Konum ve açısal konum sensörleri çok çeşitli uygulamalarda kullanılabilir:
     • Direksiyon simidi konumu algılama
     • Pedal konumu algılama
     • Gaz kelebeği konumu algılama
     • Tork algılama
     • Proses makinesi izleme ve kontrolü (binlerce uygulama)
     • CNC makinelerinde mutlak konum referanslarının korunması
     • CNC ve MRI makinelerinde mutlak pozisyonu kontrol etme
     • Her tür robotikte pozisyon geri bildirimi
     • Elektronik sistemler
     • Konveyör bant uygulamaları 
     • Park sensörleri

Açısal konum sensörü, bir şaftın açısal konumunu ölçer. Açı sensörleri, şaft her döndüğünde basitçe sayan basit endüktif sensörlerden 360° dönüş etrafında yüzlerce hatta binlerce pozisyon sağlayan ve ayrıca dönme yönünü bildiren yüksek çözünürlüklü enkoderler gibi çeşitli çözünürlüklerde enkoderler mevcuttur.

Günümüzde veri toplamada kullanılan birkaç tür counter ve enkoder sensörü vardır:

Sensör Tipi

Açıklama

Yaklaşım

Sensörleri

Algılayıcıya belirli bir mesafe içinde gelen bir nesneyi algılar ve bir darbe verir.

Sayma, takometre ve dönüş hızları uygulamaları için kullanılır.

Döner

Enkoderler

360 ° civarında binlerce darbeye kadar A, B ve Z sinyalleri veren döner şaft

sensörleridir.

Doğrusal

Enkoderler

Bu enkoderler; doğrusal bir şekilde, yani düz bir çizgide çalışması dışında döner

enkoderler ile aynı teknolojiye sahiptirler.

Dişli

Sensörler

Devir başına tanımlanmış pals sayısına sahip sensörlerdir(genellikle 60), bazen

açı veya başlangıç noktası için eksik dişlere (60-2) sahip olabilirler.

Optik

Sensörler

Dönen bir diskteki deliği veya şafta yapıştırılmış bant üzerindeki beyaz / siyah

şeritleri algılayan temassız optik açı sensörleri bulunur.  

Bu sensör türlerinin her birini inceleyelim ve bugünün DAQ sistemlerine nasıl dahil edilebileceklerini görelim.

Counter girişleri ve ölçümü hakkında daha fazla bilgi edinin:

Counter girişleri ve ölçümü hakkında daha fazla bilgi edinin:

• Dewesoft Online PRO Eğitimi> Dijital Counter

• Dewesoft Online PRO Eğitimi> Açı Ölçümü

Yaklaşım Sensörleri (Proximity Sensors)

Yaklaşım sensörü, onunla temas etmeden yakın bir nesneyi tespit edebilir ve daha sonra çıkış pulse veya gerilim sinyaliyle bunu iletir. Tespit edilmesi gereken nesnenin / nesnelerin bileşimine göre seçilen çeşitli tipte yaklaşım sensörleri vardır.
Yakınlık sensörü

Örneğin, bir endüktif yaklaşım sensörü, ölçüm ucu etrafında bir elektromanyetik alan oluşturur. Bilinen manyeto direnç etkisine göre, bazı nesnelerin (özellikle demir içeren nesnelerin) direnci, manyetik alanlara maruz kaldıklarında değişecektir. Yaklaşım sensörlerinin çoğu, küçük bir manyetik alan oluşturarak ve daha sonra bu tür malzemelerin varlığından dolayı ne zaman kesintiye uğradığını veya önemli ölçüde değiştiğini algılayarak bu etkiden yararlanır.

Bu yüzden böyle bir sensörü dönen bir şaftın yanına yerleştirdiğimizde ve ardından şaftın üzerine her dönüşte sensöre yakın geçecek bir demir parçası eklediğimizde çok güvenilir ve hassas bir hız sensörüne sahip olmuş oluruz. Sensör, alan kesintisini algılar ve herhangi bir DAQ sisteminin görüntüleyebileceği ve kaydedebileceği bir pulse veya voltaj sinyali verir.

Bir indüksiyon sensörü, proksimal demirli nesneleri tespit etmek için manyetik akı değişikliklerini kullanır

Kapasitif bağlantı prensibini kullanarak metal olmayan nesneleri algılayabilen kapasitif yaklaşım sensörleri de vardır. Elektromanyetik alan yerine elektrostatik alan oluştururlar. Bir nesne bu alana girdiğinde, sensörün osilatör devresindeki kapasitansı değişir. Bu, daha sonra bir çıktı oluşturan sensör tarafından algılanır. Her iki durumda, manyetik ve kapasitif yaklaşım sensörlerinin hedef nesneye olan hassasiyetleri ayarlanabilir.

Not: Ayrıca ışık yayan ve ardından ne zaman geri yansıdığını veya yansıtmadığını algılayan fotoelektrik sensörler de vardır. Ayrıntılar için Bant Sensörleri başlığı altındaki bölüme bakabilirsiniz.

Dewesoft’unki gibi gelişmiş DAQ sistemleri , bu darbeleri sayabilir ve bunlar üzerinde her türlü matematiksel işlemi gerçekleştirebilir, uygunsa RPM’ye dönüştürür, değerlerin sıfırlanmasına izin verir ve çok daha fazlasını yapar.

Yaklaşım Sensörü Uygulamaları

     • Dönen şaftın dakikadaki devir sayısını (RPM) sayma (takometre uygulamaları)
     • Üretim hattından geçen parçaların sayılması
     • Şişeleme ve konserve fabrikalarında seviye tespiti
     • Montaj hattındaki nesnelerin konumunu algılama

Yaklaşım Sensörünün Avantajları

     • Çok güvenilirlerdir çünkü tespit edilen nesnelerle asla temas etmezler. Aşınma ve yıpranma neredeyse yoktur. 
     • Çok düşük başlangıç ve işletim maliyetine sahiptir.
     • Kapasitif tipler, kalınlığı ölçmek için de kullanılabilir.
     • Endüktif tipler sudan, çamurdan vb. etkilenmez.

Yaklaşım Sensörünün Dezavantajları

     • Sınırlı algılama mesafeleri- çoğu endüktif sensör 70 mm (2,76 inç) ile sınırlıdır.
     • Harici güce ihtiyaç duyarlar.

Uygulanabilir Dewesoft Girişi

Dewesoft’un Counter / Enkoder girişleri, her türden yakınlık sensörlerine mükemmel bir şekilde uygundur ve hatta gerektiğinde çoğuna güç sağlayabilir. Tüm ayrıntılar için Dewesoft SuperCounter® Teknolojisinin altındaki bölüme bakabilirsiniz.

Döner Enkoderler (Rotary Encoders)

Döner enkoderler, tipik olarak mükemmel açı çözünürlüğü sağlar, çünkü bunlar 360 ° devir başına binlerce adede kadar kullanılabilir, bu da 1 ° ‘den çok daha küçük adımlara izin verir. Birçok enkoder, bazı uygulamalarda gerekli olan dönme yönünü de algılayabilir.
Döner Enkoder

Mil dönmediğinde, A ve B kodlayıcı çıkışları sıfırdır.

Mil dönerken, enkoderin çıkış frekansı, çok yüksek doğrulukla şaft hızını doğrudan ifade eder. Enkoder çözünürlüğü, bir şaft dönüşünün 360 ° ‘lik bölümünün kaç bölüme bölündüğü ile tanımlanır. Artımlı enkoderlerde bu, bir dönüş etrafında birkaç yüz adımdan 10.000 adıma kadar olabilir.

Artımlı enkoderler, hareket ve yöndeki değişiklikleri çok düşük bir gecikmeyle gösterir, bu da onları mutlak değerli enkoderlerin destekleyemediği çok yüksek hızlı uygulamalar için ideal kılar.

Devir başına pulse, yani PPR, artımlı enkoderlerin tanımlayıcı bir özelliğidir. Bu, şaftın 360 ° dönüşü başına kaç pulse vereceğini tanımlar. PPR ne kadar yüksekse, enkoderin çözünürlüğü de o kadar yüksek olur.

Artımlı bir enkoder bağladığınız counter girişinin, mümkün olan maksimum çıktıyı işlemek için yeterince yüksek bir bant genişliğine sahip olması önemlidir. Diyelim ki, devir başına 1 pulse veren 360 PPR kodlayıcı kullanıyoruz. Bu kodlayıcı 600 RPM’de dönerse, şu çıktılar verilecektir:

(360 * 600 / 60s) = 3600 Hz

Dewesoft’un counter girişleriyle ilgili endişelenecek bir durum söz konusu değildir, çünkü bunlar 102.4 MHz’lik bir dahili saate dayanmaktadır ve bugün piyasadaki hemen hemen tüm enkoderleri kolayca işleyebilirler. Daha fazla bilgi için Dewesoft SuperCounter® Teknolojisinin altındaki bölüme bakın.

Mutlak Enkoderler (Absolute Encoders)

Adından da anlaşılacağı gibi, mutlak enkoderler, mutlak akım şaftı konumunu çıkarır ve bu da onları açıya dayalı ölçümler için ideal kılar. Mekanik, optik ve manyetik versiyonları mevcuttur.
Mutlak Enkoder

Artımlı enkoderler bir pulse akışı üretirken, mutlak enkoderler şaft etrafındaki her konum için benzersiz değerler verir. Diğer bir ayrım ise, artımlı enkoderler şaft döndüğünde A, B ve Z darbelerini basitçe çıkarırken, mutlak enkoderlerin ölçüm sistemi tarafından sorgulanması gerektiğidir. Ardından, şaftın tam konumunu belirten benzersiz multi-bitli çıktılar verirler.

Doğrusal enkoderler kadar “hızlı” olmasalar da, mutlak enkoderler artımlı enkoderlerden daha yüksek konumsal çözünürlük sağlar. Bu sensörlerin pulse çıkışları olmadığı için Dewesoft SuperCounter girişleri ile kullanılamayacaklarını unutmayın. Multi-bitli okumalarda okuyabilen dijital bir arayüze ihtiyaç duyarlar. Mutlak enkoderler için mevcut ortak arayüzler arasında; seri, Fieldbus ve ethernet bulunur.

Artımlı Enkoder Uygulamaları

     • Tüketici Ürünleri- Trackball konumu, eğlence sistemleri kontrolleri
     • Malzeme Taşıma- Motorların, konveyörlerin, dolum sistemlerinin hız ölçümü  
     • PCB Üretimi- alma ve yerleştirme sistemleri konum ölçümü
     • Tekstil, metal ve kağıt- makine hızı, konum ve mesafe ölçümleri
     • Havacılık- Aktüatör konumu geri bildirimi ve anten konumlandırma

Artımlı Enkoderin Avantajları

     • Yüksek hız ve düşük gecikme
     • Yüksek çözünürlük
     • Mevcut Z “ana” konum çıkışı
     • Son derece güvenilir ve doğru

Artımlı Enkoderin Dezavantajları

     • Manyetik enkoderlerle olası RF ve EM paraziti
     • Optik enkoderlerle olası ışık paraziti
     • Zorlu koşullarda bozulabilirler.

Uygulanabilir Dewesoft Girişi

Dewesoft’un Counter / Enkoder girişleri, her türden artımlı enkoder için mükemmel şekilde uygundur ve X1, X2 ve X4 dahil olmak üzere çok çeşitli çalışma modlarını destekler. Tüm ayrıntılar için Dewesoft SuperCounter® Teknolojisinin altındaki bölüme bakın.

Doğrusal Enkoderler

Doğrusal enkoderler doğrusal bir yol boyunca konumu değişikliğini ölçerler. İçindeki şaft konumu ölçmesine izin veren dairesel bir plakaya sahiptir. Bir döner enkoderden farklı olarak, çoğu doğrusal enkoder harici bir ölçek boyunca hareket eder ve konumlarını ölçek üzerindeki işaretlerden belirler.
Doğrusal Enkoder

Baskı sırasında baskı kafasını bir ölçek boyunca ileri ve geri doğru hareket ettirmek için doğrusal bir kodlayıcı kullanan bir mürekkep püskürtmeli yazıcı buna mükemmel bir örnektir. Bu ve sayısız diğer uygulamalarda açıkça yüksek çözünürlük ve doğruluk gerekir.

Doğrusal enkoderlerde kullanılan en yaygın algılama teknolojisi optiktir, ancak manyetik, kapasitif ve endüktif teknoloji kullanan enkoderler de vardır. Optik enkoderler en yüksek doğruluğu ve mümkün olan en yüksek çözünürlüğü sağlar, ancak kontaminantların çalışmasına müdahale etmemesine dikkat edilmelidir.
Hem analog hem de dijital çıkışlı doğrusal enkoderler vardır. Dewesoft sistemleri, önceki bölümde açıklandığı gibi artımlı döner enkoderlere çok benzer A ve B çıkışları sağladıkları için dijital çıkışlara daha uygundur.

Doğrusal Enkoder Uygulamaları

     • CNC makineleri
     • Inkjet yazıcılar 
     • Lazer tarayıcılar
     • Al ve yerleştir montaj sistemleri
     • Robotik

Doğrusal Enkoderin Avantajları

     • Çok güvenilirlerdir çünkü tespit edilen nesnelerle asla temas etmezler. Aşınma ve yıpranma neredeyse yoktur.
     • Çok düşük başlangıç ve işletim maliyetine sahiptirler.
     • Kapasitif tipler, kalınlığı ölçmek için de kullanılabilir
     • Endüktif tipler sudan, çamurdan vb. etkilenmez.

Doğrusal Enkoderin Dezavantajları

     • Sınırlı algılama mesafeleri- çoğu endüktif sensör 70 mm (2,76 inç) ile sınırlıdır.
     • Harici güce ihtiyaç duyarlar.

Uygulanabilir Dewesoft Girişi

Dewesoft’un Counter / Enkoder girişleri, dijital artımlı doğrusal enkoderlere mükemmel şekilde uygundur. Tüm ayrıntılar için Dewesoft SuperCounter® Teknolojisinin altındaki bölüme bakabilirsiniz.

Dişli Sensörler

Bu açı tabanlı sensör, çevresi etrafında dişleri olan artı dişlerin geçtiği zaman tespit edilecek şekilde konumlandırılmış bir tür yaklaşım sensöründen oluşur. Bu, bir şaftın dönüşü başına yalnızca bir özelliği algılayan bir yaklaşım sensöründen daha fazla çözünürlük sağlar, ancak bir dönüşte binlerce “dişe” sahip olabilen bir döner enkoder kadar fazla çözünürlük sağlamaz.

Bu yaklaşım sensörü tipik olarak bir Hall Effect tipidir, ancak diğerleri de mümkündür. Dişli sensörler, motor hızını ölçmek için idealdir. Böyle bir sensör, bir takometre göstergesine benzer.

Dişliler için uygun yaklaşım sensörü

Hall efekti yakınlık sensörü, bir mıknatıs ve geçen demirli dişli dişleri arasındaki hava boşluğunda bulunan akıdaki değişimi tespit eder. Modern sistemlerde, sinyal yönlendirme gereksinimlerine karşı duyarlı olan ve dişli hızını tam bir duruşa kadar takip edebilen bir ikili kare dalgaya dönüştürülür ve güç sağlandıktan hemen sonra geçen ilk dişli dişini algılar.

Hall efekti sensörlerinin çoğu sadece geçen dişlileri tespit etmekle kalmaz, aynı zamanda disklerdeki ve plakalardaki delikleri, çok çeşitli disklere ve plakalara eklenen demir içeren özellikleri (örn. Cıvatalar), tahrik şaftlarındaki ve eksantrik millerindeki çentikleri tespit etmek için de kullanılabilir.

Bir dişli sensörde diş tespit edildiğinde, sensör dijital çıktısı 1’i Dişler arasında bir boşluk tespit edildiğinde, sensör dijital çıktısı 0’ı gösterir

Tipik bir düz dişli sensörün çevresinde 60 dişli dişi vardır ve burada her bir diş, 360 ° şaft dönüşünün 6 ° ‘sini temsil eder. Buna göre sensör, her diş geçerken yalnızca pozitif giden bir kare dalga verebilir. İyi bir DAQ sistemi bu sayıdan ve karşılık gelen darbe dizisinden RPM’yi türetebilir.

Ancak üst ölü noktayı veya başka herhangi bir mutlak referansı bilemeyiz çünkü bu dişli konfigürasyonu tarafından sağlanan hiçbir referans yoktur. Başka bir deyişle, sensörümüzün 60 dişten hangisini algıladığını bilemeyiz, bu nedenle milin konumunu bilmenin bir yolu yoktur.

Bu yüzden şaftın kendi açısını bilmenin gerekli olduğu uygulamalarda, eksik dişleri olan bir dişli kullanmamız gerekir.

Eksik Dişli Sensör

Yaygın bir uygulama, 60 dişten 2’sinin eksik olduğu bir dişli sensörü kullanmaktır. Boşluk, şaftın üst ölü merkezini veya başlangıç konumunu bildirmek için kullanılır. Bazı uygulamalarda başlangıç noktası veya üst ölü nokta bilgisi önemlidir. Bu sensörler genellikle “60-2 sensörleri” olarak adlandırılır.
Eksik Dişli Sensör
“Eksik” dişler, sensörün krank milinin tam açısal konumunu tanıyabilmesi için kullanılır. Eksik olan iki diş, şaft üzerinde istenilen açıda, örneğin üst ölü nokta konumunda konumlandırılabilir.
60-2 eksik dişlere sahip dişli sensör
Ayrıca, A ve B sinyallerini birbirleriyle 90 ° dış faz olarak çıkaran dört evreli dişli sensörlerinin de bulunduğunu unutmayın. Bu tipler ayrıca şaftın hem saat yönünde hem de saat yönünün tersine dönebildiği sistemlerde dönüş yönü sağlar.

Dişli Sensörü Uygulamaları

     • Dönen şaftların RPM’sinin ölçülmesi
     • Motor yanma analizi
     • Burulma ve dönme titreşim çalışmaları

Dişli Sensörünün Avantajları

     • Tipik olarak çok sağlamdır ve kırılması zordur.
     • Çok düşük başlangıç ve işletim maliyetine sahiptirler.

Dişli Sensörünün Dezavantajları

     • Bazı sistemlerde dişlinin takılması zor olabilir.
     • Sınırlı algılama mesafeleri- çoğu endüktif sensör 70 mm (2,76 inç) ile sınırlıdır.
     • Milin 360 ° dönüşü etrafında yüzlerce hatta binlerce adım sağlayabilen enkoderlerle karşılaştırıldığında sınırlı açı çözünürlüğüne sahiptir.

Uygulanabilir Dewesoft Girişi

Dewesoft’un counter / enkoder girişleri, eksik dişli veya dişsiz hemen hemen her sayıda diş içeren dişli sensörü yapılandırmalarının yanı sıra dörtlü dişli sensörü yapılandırmaları için mükemmel şekilde uygundur. Tüm ayrıntılar için Dewesoft SuperCounter® Teknolojisinin altındaki bölüme bakabilirsiniz.

Optik Sensörler

Optik sensörler, çevresinde delikler veya siyah / beyaz işaretler bulunan bir diskten veya dönen şafta monte edilmiş bir banttan oluşur. İşaretlerin yakınına bir kızılötesi optik sensör monte edilmiştir. Bir delik veya siyah işaret her geçtiğinde bir pulse verir. Bu diskler çeşitli çözünürlüklerde olabilirler. Örneğin, 360 işaretli bir diskin çözünürlüğü 1 ° olacaktır.
Disk Tipi Optik Sensör

Ayrıca bir optik sensör ve üzerine siyah beyaz şeritlerin basıldığı yapışkan banttan oluşan optik bant sensörleri de vardır. Şeritli bant, optik sensör ona bakacak şekilde bir şerit şaftın etrafına sarılır. Sensör ışığı banttan sektirir ve her bir siyah işareti algılayabilir ve bunu bir çıkış pulsesine dönüştürebilir.

Ayrıca, görünür ışığı dönen bir çarka veya şafta yansıtan ve RPM’yi hesaplamak için şaft veya çark üzerindeki özellikleri saymak için yansımaları kullanan optik takometreler de vardır. Bunların çoğu, ekranda bir okuma sağlayan, ancak kaydedebileceğimiz bir elektrik çıkışı olmayan, elde taşınan cihazlardır.

El tipi takometre
İster disk ister bant tabanlı optik sensör yapılandırması olsun, sonuç etkili bir şekilde aynıdır- DAQ sistemimize girebileceğimiz bir pulse çıkışı elde ederiz. Dewesoft, DS-TACHO-4 adlı bir bant sensörü sunar. 100 kHz’lik bir bant genişliğine ve uygun bir ayarlanabilir algılama eşiğine sahiptir.
Dewesoft'un DS-TACHO-4 bant sensörü
Bandı bir şaftın etrafına sardığınızda, bir geçiş noktası olacaktır. Üçlü siyah bir şerit oluşturmak için bu noktaya siyah bant eklemek mümkündür. Optik sensör bunu bir referans noktası olarak kullanabilir, böylece bilinen bir açımız veya konumumuz olur.
Üçlü siyah şerit, bir bant sensöründe sıfır referans noktası görevi görür

Optik Sensör Uygulamaları

     • Dönen bir şaftın RPM’inin sayılması
     • Motor veya motor performans ölçümleri
     • Motor hızı izleme
     • Yanma analizi
     • Burulma titreşim ölçümleri
     • Rotasyonel titreşim ölçümleri

Optik Sensörün Avantajları

     • Çok güvenilirlerdir çünkü tespit edilen nesnelerle asla temas etmezler. Aşınma ve yıpranma neredeyse yoktur.
     • Referans noktasını algılayabilirler (çift veya üçlü siyah şerit)

Optik Sensörün Dezavantajları

     • Sınırlı algılama mesafelerine sahiptir (bant sensörleri tipik olarak 2 ~ 5 mm)
     • Banttaki beyaz / siyah işaretler bazı ortamlarda kirlenebilir ve okumaları etkileyebilir.
     • Sıvılar, optik sensörün çalışmasına engel olabilir.
     • Harici güç gereklidir.

Uygulanabilir Dewesoft Girişi

Dewesoft’un counter / enkoder girişleri, her türden optik sensöre mükemmel şekilde uygundur. Tüm ayrıntılar için Dewesoft SuperCounter® Teknolojisinin altındaki bölüme bakabilirsiniz.

Dijital Counter Nedir?

Elektronik counter, yaklaşım sensörlerinden, enkoderlerden ve benzer cihazlardan gelen pulselerin sayısını sayan dijital bir giriş devresidir. En basit dijital counter türü, zamanı ve darbeleri izler ve sayar. Kronometre gibi, sıfırlanabilirler ve belirli bir değere kadar sayılabilirler.
Bir yakınlık sensöründen gelen bu dijital pals dizisi değişken bir dönüş hızını gösterir
Çoğu üretici tarafından sağlanan basit counterlar genellikle kendi başlarına kullanıldıklarında yüksek kapasite sağlarlar, ancak bunlar aynı anda analog verileri ve hatta CAN veriyolu verileri, PMC verileri, video verileri vb. gibi ek girişleri ölçen bir veri toplama sisteminin parçasıdırlar. Tüm bu girişler arasında nadiren gerçek zamanlı senkronizasyon sağlarlar. Dewesoft’un SuperCounter teknolojisinin devreye girdiği yer burasıdır.

Dewesoft SuperCounter® Teknolojisi

Dewesoft SuperCounter®, çok çeşitli enkoderler, dişli sensörler, yakınlık sensörleri vb. ile uyumludur. SIRIUS , DEWE-43A , MINITAURs , KRYPTON vb. Dewesoft sistemleri bir veya daha fazla SuperCounter girişi ile yapılandırılabilir. Genellikle sağlam bir kilitlemeli LEMO konektörle kullanılırlar, ancak bazı modellerde başka konektör olasılıkları da vardır.

LEMO 7 pinli konektörde tipik Dewesoft SuperCounter Konektör Bağlantısı

Aşağıdaki counter bölümünde açıklayacağımız gibi, counterlarda tipik olarak üç giriş vardır. Ayrık girişleri (TTL açma / kapama sinyalleri) ölçmek istiyorsanız, bu üç girişi bir counter yerine bağımsız ayrık girişler olarak kullanabilirsiniz. Ardından + 12V ve
+ 5V sensör besleme voltajları, bir dijital çıkış (farklı bir makalede ele alınacaktır) ve bir toprak bağlantısı vardır.

Girişler TTL seviyesidir, yani düşük durumları 0.8V’nin altında ve yüksek durumları 2V’den yüksek (5V’a kadar) olmalıdır. SIRIUS counter kanallarının elektronik özelliklerine biraz daha yakından bakalım:

Tüm dijital giriş çalışma modlarına ve bunları nasıl kullanabileceğinizi anlatmaya başlamadan önce, SuperCounter’ları bu kadar özel kılan çok önemli bir özelliğini gözden geçirmeliyiz. Bu özellik counter kanalı verilerini, analog ve diğer verilerle tam olarak hizalayabilmesidir.

Counter Verilerini Analog Verilerle Hizalama

Günümüzde çoğu DAQ sisteminde bulunan standart counter kanalları yalnızca tamsayı çözünürlük çıktıları sağlar (örn. 1, 1, 2, 2).
Sonuç olarak, çıktıları her zaman analog sensör verilerinin gerisinde bir örneklemede kalır. Bu, tek bir örneklemenin bile faz kayması sonuçları değiştirebileceğinden, rotasyonel veya burulma titreşimi gibi uygulamalarda gerçek bir problem yaratabilir.

SuperCounters, 1.37, 1.87, 2.37 gibi kayan nokta değerlerini çıkararak ve ardından bunları verilerinizin geri kalanıyla tam zamanında hizalayarak bu sorunu tamamen çözer. Aslında, bir SuperCounter gerçekten bir arada iki sayaçtır. Giriş, her iki sayaca paralel olarak beslenir ve alt sayaç, sinyalin yükselen kenarının tam zamanını ölçer. Böylece counter kanalının analog değerlere göre gerçek değeri hesaplanır ve mükemmel şekilde hizalanır.

SuperCounter değerleri,değerler arasındaki enterpolasyon sebebiyle hizalanır
Aşağıdaki video, SuperCounter teknolojisinin analog kanallarla tam olarak senkronize edilmiş sayaç sinyallerini nasıl ölçtüğünü göstermektedir. Bu video, normal sayma modu ile SuperCounting modu arasındaki karşılaştırmayı içerir.
CAN veriyolu, XCP, video ve diğer tüm veri kaynakları da tüm Dewesoft veri toplama sistemlerinde analog verilerle senkronize edilir. Bu tekniğin arkasındaki diğer “sır”, Dewesoft’un SuperCounter’larının analog örnekleme hızından bağımsız ve çok daha yüksek olan 102.4 MHz’de çalışmasıdır.
Dewesoft SuperCounter Çalışma Yapısı

Elektriksel İzolasyonun Önemi

İzolasyon, analog dünyada olduğu kadar dijital dünyada da önemlidir. Dijital hatların üzerine binen gürültü, gerçek olaylarla kolayca karıştırılabilir ve bu nedenle yanlış sayılabilir. Bu nedenle Dewesoft DAQ donanımı tüm dijital ve counter hattı girişlerinde sağlam izolasyon içerir.

Filtrelemenin Önemi

Gerçek dünyada, counter çıktılarındaki gürültü ve aksaklıklar oldukça fazladır. Sorun, eğer gürültü yeterince yüksekse, pals olarak sayılmasıdır ve bu da yanlış değerlere neden olur. Dewesoft SuperCounters, analog etki alanında yaptığınız gibi, bu sorunu azaltmak için girişlerinde kullanabileceğiniz gelişmiş filtreleme sağlar.

Aşağıdaki grafikte, ikinci kırmızı palsın gerçekten bir sorun olduğunu, ancak bir darbe olarak sayılacak kadar büyük olduğunu görebilirsiniz. (doğrudan altındaki mavi adıma bakın – event counter çıktısı).

Gürültü nedeniyle hatalı sayılan bir pals

Dewesoft X veri toplama yazılımında 100ns’den 5us’ye kadar filtreleri seçebilirsiniz. Doğru filtre değerinin nasıl hesaplanacağına dair mükemmel bir eğitim kursu var .

Çalışma Modları

Bu SuperCounter dijital girişleriyle birçok farklı şey yapabilirsiniz. SuperCounter donanımı, Dewesoft X DAQ yazılımıyla sıkı bir şekilde entegre edilmiştir ve çok çeşitli yeteneklere erişim sağlar:

     • Olay sayma modu (Event counting mode) (temel,eşikli, yukarı / aşağı, temel enkoder)
     • Sensör modu (Sensor mode) (enkoder, tako, CDM, 60-2, …)
     • Dalga biçimi zamanlama modu (Waveform timing mode ) (periyot, puls genişliği, duty cycle)

Gelin bu modlara ve bunların sensörlere nasıl uygulandığına makalenin bu bölümünde bir göz atalım.

Olay Sayma Modu (Event Counting Mode)

Olay sayma modunda Dewesoft X yazılımı, gelen bir darbe akışının palslarını saymak için aşağıdakiler dahil çeşitli yollar sunar:

     • Temel Sayma (Basic Counting)
     • Eşikli Sayma (Gated Counting)
     • Yukarı / Aşağı Sayma (Up/Down Counting)
     • Temel Enkoder Sayma (Basic Encoder Counting)

Temel Sayma (Basic Counting)

Temel olay sayma modunda, sinyalin düşen veya yükselen kenarlarını sayabiliriz. Sinyali yalnızca counter girişlerinden birine ve toprağa bağlamanız gerekir.
Temel olay sayma modu (Basic event counting mode)
Yazılımda, uygulama olarak “Olay Sayma (Event Counting)” ve ardından mod olarak “Temel Olay Sayma (Basic Event Counting)” modunu seçin. Daha sonra yazılıma sinyali hangi giriş pinine bağladığınızı seçin. Sistemin YUKARI veya AŞAĞI saymasını seçebilirsiniz. Ölçümün başlangıcında sayımı sıfırlamayı veya sıfırlamamayı seçmek için bir onay kutusu vardır.
Dewesoft X Yazılımında temel olay sayma (Basic event counting) modu kurulumu

Eşikli Sayma (Gated Counting)

Eşikli sayma modunda, yalnızca eşikli bir sinyal yüksek olduğunda bir pulse sayılacaktır. Eşik sinyali olarak sayabilmek için darbe sinyalini IN0 girişine (ve toprağa) ve ikinci sinyali IN1 girişine bağlayabilirsiniz.
Eşikli olay sayımı (Gated event counting)
Her iki girişte de INV (ters çevirme) onay kutuları bulunduğunu unutmayın. Bu, sinyallerinizin doğru polaritesini ayarlayabilmeniz için önemlidir. Örneğin, eşik(gated) sinyali yüksekse, ancak normalde düşük olması gerekiyorsa, sinyal eşik seçicisinin yanındaki INV kutusunu işaretleyebilirsiniz.
Dewesoft X DAQ yazılımı içinde eşikli olay sayma (gated event counting) kurulum ekranı

Yukarı / Aşağı Sayma (Up/Down Counting)

Yukarı / aşağı sayma modu, eşiğin sayma veya geri sayım yapıp yapmamayı kontrol etmek için kullanılması dışında, yukarıda bahsedilen eşikli sayma moduna benzerdir. Eşik yüksek olduğunda ve bir darbe oluştuğunda YUKARI sayar ve geçit düşük olduğunda ve bir darbe oluştuğunda AŞAĞI sayar.
Yukarı/ Aşağı Sayma (Up/Down Counting)
Kurulumu, eşikli sayma modu ile aynıdır. Ve her zaman olduğu gibi, filtreleme, ölçüm başlangıcında sıfırlama ve INV kontrolleri mevcuttur.
Dewesoft X DAQ yazılımı içinde yukarı / aşağı sayma (up/down counting) kurulum ekranı

Temel Enkoder Sayma (Basic Encoder Counting)

Temel enkoder sayma modunda, bugün piyasadaki hemen hemen her artımlı enkoderi çok esnek ve sezgisel bir şekilde kurabiliriz.

Ekran görüntüsüne bakarak , Dewesoft X counter kurulum ekranının sol üst kısmındaki enkoder modunu seçmeniz yeterlidir. Daha önce olduğu gibi, ekranın ortasındaki Sinyal A ve Sinyal B girişleri seçilmelidir (normalde sırasıyla IN0 ve IN1’e bağlanırlar).

Enkoderden gelen Z (sıfır konumu) çıkışını kullanmak istiyorsanız, ekranın sağ üst tarafına yakın “Encoder Zero” kutusunu işaretlemeniz gerektiğini unutmayın. Bunu yaptığınızda, Sinyal A ve Sinyal B’nin altında, sıfır sinyali için kullanılan giriş satırını seçebilmeniz için yeni bir işaretlenebilir menü kutusu görünecektir:

Normalde bu IN2 hattı olacaktır.

Enkoderden ne tür çıktılar istersiniz?

Alt kısımda, açı kanalından SAYIMLAR (COUNTS), DEVİRLER (REVOLUTIONS)(RPM) veya DERECELER(DEGREES) arasında seçim yapabilirsiniz. Yukarıdaki ekran görüntüsünde REVS’i(rpmi) seçtik.

İsterseniz bir ölçekleme faktörü de girebilirsiniz. Varsayılan x ve b değerleri yukarıda gösterildiği gibi 1 ve 0’dır. Temel bir doğrusal y=mx + b ölçekleme yöntemidir,

     • x = ölçekleme çarpanı (bir kayan nokta veya tamsayı değeri olabilir; 1 = çarpan yok) 
     • b = ofset (pozitif veya negatif olabilir; 0 = ofset yok)

Frekans çizgisi ayrıca seçicide gösterildiği gibi Sayım veya RPM (dakika başına devir) sağlayabilir.

Şimdi ekranın sağ üst köşesine tekrar bakalım. Yazılıma devir başına kaç pals çıktığını söylemeliyiz. Örnek ekranımızda, bu bir 360 enkoderdir, bu nedenle tam bir dönüş sırasında her 1 ° ‘de bir pals verir. Enkoderiniz için doğru çözünürlüğü girmelisiniz (genellikle sensörün üzerinde etiketlenmiştir).

Ardından, enkoder modunu ayarlayabilirsiniz. X1, X2 ve X4’ün anlamı şudur:

     • X1 modu- Bu varsayılan modda, A kaynağından yükselen kenarlar sayılacaktır.
     • X2 modu- Bu modda sayaç, A kaynağının yükselen ve düşen kenarlarını sayacaktır, bu nedenle çözünürlük 2 kat artırılacaktır.        Diğer her şey aynı kalır.
     • X4 modu- Bu modda, sayaç, kaynak A’nın yükselen ve düşen kenarlarını sayacak ve kaynak B sayılacaktır, bu nedenle                        çözünürlük 4 kat artırılacaktır. Diğer her şey aynı kalır.

X2 ve X4 modlarının amacı, enkoderden daha fazla çözünürlük elde etmektir, ancak dikkatli olmalısınız çünkü iş çevrimi tam olarak %50 değilse veya X4 modunda A ve B yolları tam olarak hizalanmamışsa ölçüm hataları mekanik “gecikme” nedeniyle sayılabilir.

Devir başına 360 darbeden çok daha fazla çözünürlüğe sahip enkoderlerin olduğu belirtilmelidir, böylece mühendisler sensörü ölçüm gereksinimlerine göre esnek bir şekilde eşleştirebilirler.

Sensör Modu (Sensor Mode)

Sensör modunda, sayacı belirli sensörler için yapılandırırsınız, örneğin:

     • Enkoderler
     • Takometreler
     • CDM sensörleri
     • 60-2 sensör
     • Ve dahası..

Dewesoft X DAQ yazılımı içinde sensör modu olay sayımı (Sensor mode event counting
Elbette, tüm bunları önceki bölümlerde gösterilen yöntemleri kullanarak manuel olarak ayarlayabilirsiniz, ancak Dewesoft X yazılımı, belirli sensörlerinizi oluşturabileceğiniz, düzenleyebileceğiniz ve yeniden kullanabileceğiniz, kurulumu hızlı ve kolay hale getiren bir sensör veritabanı içerir. Birkaç gün önce kullandığınız kodlayıcı veya yakınlık sensörünü kullanırken neden sıfırdan başlayasınız? Birkaç basit adımla, veri tabanınıza herhangi bir sensörü ekleyebilir ve daha sonra onu bir sonraki kullanışınızda sadece ismiyle seçebilirsiniz ve bu sayede yazılımda göz kırpabildiğiniz kadar hızlı bir şekilde kurulacaktır.

Dalga Biçimli Zamanlama Modu (Waveform Timing Mode)

Dalga biçimli zamanlama modunda (waveform timing mode) Dewesoft X DAQ yazılımı , aşağıdakiler dahil olmak üzere gelen herhangi bir darbe akışından birkaç yararlı hesaplanmış çıktı sağlayabilir:

     • Periyot
     • Darbe genişliği
     • Duty cycle

Dewesoft X DAQ yazılımında Dalga Biçimi Zamanlama (waveform timing) modu tarafından sağlanan çıktılar

Ayrık Dijital Giriş Modu

Her sayacın üç girişi vardır. Böylece bunları ayrı dijital girişler olarak özgürce kullanabilirsiniz (sayaç yerine). Bu durumda, counter modülünü kullanmazsınız, ancak Dewesoft X veri toplama yazılımında bir veya daha fazla dijital giriş ayarlarsınız. Yazılım kurulum ekranında bir veya daha fazla dijital girişinizi etkinleştirmek oldukça basittir.
Neredeyse hiçbir konfigürasyon yoktur çünkü girişler 0 veya 1’dir ve başka hiçbir değer mümkün değildir. Aşağıdaki ekran görüntüsünde gösterildiği gibi kanal adını, rengini ve birimlerini ayarlayabilirsiniz:

Ardından görüntüleme ekranlarında, bu dijital girişleri istediğiniz herhangi bir görsel ekrana atayabilirsiniz. Bu kanallar diğer verilerle birlikte saklanacaktır. İşte, bu kadar basit.

Daha sonrasında, bu ayrık değerleri matematik formül kanallarında veya kayda başlayacak bir veya daha fazla tetikleyici kanalın girdisi olarak kullanabilirsiniz.

Counter girişleri ve ölçümü hakkında daha fazla bilgi edinin:

• Dewesoft Online PRO Eğitimi> Dijital Counter

• Dewesoft Online PRO Eğitimi> Açı Ölçümü

Dijital Girişli Dewesoft DAQ Sistemleri

SIRIUS DAQ Sistemleri

Çoğu SIRIUS DAQ sisteminde isteğe bağlı SuperCounter girişleri bulunur. 8 analog giriş kanalından oluşan her bir SIRIUS cihazını, cihaz başına 8 adede kadar counter kanalıyla yapılandırmak mümkündür (hangi analog giriş konektörlerinin kullanıldığına bağlıdır).

SIRIUS veri toplama sistemleri, çeşitli formlarda DAQ modülleri sunar

SIRIUS Standart Giriş Modülleri

SIRIUS HS (Yüksek Hızlı) Giriş Modülleri

Not: SIRIUS-HD modüllerinde, alan kısıtlamaları nedeniyle SuperCounter girişleri olamaz.

Yüksek miktarlı, ayrık giriş uygulamaları için, SIRIUS STGM-DB modülü, 24 özel dijital giriş sağlayan ek bir DSUB-37 erkek konnektöre sahiptir. Bu 24 giriş alternatif olarak 8 counter / enkoder sensörü için kullanılabilir.

DEWE-43A DAQ Sistemi

DEWE-43A , standart olarak sekiz SuperCounters sağlayan elde taşınabilen bir 8 kanallı DAQ sistemidir. Her counter kanalı bağımsızdır ve alternatif olarak counter yerine üç ayrı giriş olarak kullanılabilir. Her DEWE-43A sistemi, eksiksiz sistem kurulumu, çalıştırma, görüntüleme, depolama, analiz ve rapor oluşturma için ödüllü Dewesoft X yazılımını içerir.

DEWE-43A veri toplama sistemi

KRYPTON DAQ Sistemleri

KRYPTON ve KRYPTON ONE; şok, titreşim ve aşırı yüksek ve düşük sıcaklıkların olduğu zorlu ortamlarda çalışmak için IP67 olarak derecelendirilmiş, son derece sağlam DAQ modülleridir. Her KRYPTON DAQ sistemi, eksiksiz sistem kurulumu, çalıştırma, görüntüleme, depolama, analiz ve rapor oluşturma için ödüllü Dewesoft X yazılımını içerir

KRYPTON ve KRYPTON ONE veri toplama sistemleri

KRYPTON ve KRYPTON-1 Dayanıklı Dijital Modüller

Not: Dijital çıkış hızları, seçilen EtherCAT ana birimine bağlıdır.

IOLITE DAQ Sistemleri

Dewesoft IOLITE DAQ sistemleri , 32 kanallı bir dijital giriş modülü sunar. Kolay vidalı terminal bağlantısı ve sensör güç kaynağı ile bu model 32xDI, yüksek kanallı veri toplama ve kontrol uygulamaları için idealdir.
19 inç raf kabininde IOLITE DAQ sistemi
IOLITE, güçlü veri toplamayı çift EtherCAT arabirimleri aracılığıyla gerçek zamanlı kontrolle birleştirir. 19 inç raf modeli ve tezgah üstü modeli mevcuttur. Aşağıdaki tabloda gösterildiği gibi IOLITE için dijital giriş ve çıkış modülleri mevcuttur. Her IOLITE sistemi, eksiksiz sistem kurulumu, çalıştırma, görüntüleme, depolama, analiz ve rapor oluşturma için ödüllü DEWESoft X yazılımını içerir.

IOLITE Dijital I / O Modülleri

Not: Dijital çıkış hızları, seçilen EtherCAT ana birimine bağlıdır.

Counter girişleri ve ölçümü hakkında daha fazla bilgi edinin:

• Dewesoft Online PRO Eğitimi> Dijital Counter

• Dewesoft Online PRO Eğitimi> Açı Ölçümü