Enkoder Çözünürlüğü ve Doğruluğu Arasındaki Fark Nedir?

26 Eylül 2022

Enkoder, motorun komut verilen konuma veya hıza ulaşıp ulaşmadığını belirlemek için bu bilgiyi kullanan kontrolöre geri bildirim sağlayan herhangi bir kapalı döngü servo sisteminin kalbinde yer alır. Bu nedenle, enkoder çözünürlüğü ve doğruluğu, kapalı döngü bir sistemin düzgün çalışması için çok önemlidir.

Bir diğer adı kodlayıcı olan enkoder, bir cihaz, dönüştürücü veya devredir. Enkoder, bilgileri bir biçimden başka bir biçime, örneğin elektrik sinyallerinin sayaçlara veya bir PLC‘ye dönüştürecektir. Enkoderin geri besleme sinyali, konumu, sayımı, hızı ve yönü belirler. Kontrol cihazlarının amacı komutu belirli bir fonksiyona göndermektir.

Enkoder Nasıl Çalışır?

Enkoderler sinyal oluşturmak için mekanik, manyetik, direnç ve optik içeren farklı teknoloji türleri vardır, en yaygın olanı optiktir. Optik algılamada, enkoderler, ışığın kesilmesini kullanarak geri bildirim verirler. Aşağıdaki şema, optik teknoloji kullanılarak artımlı enkoder temel yapısını göstermektedir.

Enkoderin Çalışması

LED’in yaydığı ışık, opak çizgiler olan disk kodundan geçer. Enkoder şaftı dönerse, LED’den yayılan ışık huzmesi, kod diski üzerindeki opak çizgiler tarafından kesilir. Sinyaller, sayaçlara veya kontrolöre gönderilir ve ardından istenen işlevi oluşturulur.

Öncelikli Enkoder

Öncelikli enkoder, çoklu ikili girişi az sayıda çıkışa sıkıştıran bir devredir. Öncelikli kodlayıcının çıkışı, en önemli bitlerin orijinal sayısının ikili gösterimindedir. Sıklıkla, en yüksek öncelikli kodlayıcıyı hareket geçirerek kontrol kesme talebinin bir kullanımı vardır. Bir seferde iki veya ikiden fazla girdi verebiliriz, o zaman en yüksek öncelik, önceliklidir.

Öncelikli Kodlayıcı

Öncelik kodlayıcı örneği 4’e 2 kodlayıcıdır ve öncelikli kodlayıcılar büyük kodlayıcılar yapmak için dizilere bağlanır. En yüksek öncelikli kodlayıcılar soldadır ve X alakasız bir değerdir. V çıkışı girişin geçerli olup olmadığını gösterir. Öncelikli kodlayıcılardaki büyük kodlayıcılar 16 ila 4 kodlayıcıdır, bunlar altı adet 4 ila 2 kodlayıcı ile yapılır. Girişlerine tek kaynak bağlı olan 4 ila 2 kodlayıcı için ve kalan iki kodlayıcı ilk dördünün çıkışını şu şekilde alır.

Enkoder Doğruluk Tablosu

Kod çözücü(dekoder) ve kodlayıcı(enkoder), OR kapısı gibi mantık kapıları ile tasarlanmıştır. 4, 8 ve 16 kodlayıcı gibi farklı kodlayıcı ve kod çözücü türleri vardır. Kodlayıcıların doğruluk tablosu, kullanıcının seçtiği kodlayıcıya bağlıdır.

Basit Enkoder

Aşağıdaki tabloda yer alan enkoder doğruluk tablosu, 4 bitlik kodlayıcı örnek alınarak hazırlanmıştır. Dört bitlik kodlayıcı, I0, I1, I2, I3 olmak üzere dört girişe ve O0, O1 olmak üzere iki çıkışa sahiptir.

Enkoder Doğruluk Tablosu

Enkoder Çözünürlüğü ve Doğruluğu Arasındaki Farklar

Çözünürlük, tek bir enkoder ölçebileceği en küçük mesafedir. Döner enkoder için çözünürlük tipik olarak ölçüm birimleri veya devir başına darbeler (PPR) cinsinden belirtilir. Lineer encoder çözünürlüğü en yaygın olarak sayımın gerçekleştiği mesafe olarak belirtilir ve mikron (μm) veya nanometre (nm) cinsinden verilir. Mutlak enkoderin çözünürlüğü, enkoderin konumuna dayalı olarak bit cinsinden belirtilir. Bit, ikili bir birimdir: 16 bit, 2 16 veya 65.536’ya eşittir. Bu nedenle, 16 bitlik bir kodlayıcı devir başına 65.536 sayım sağlar.

Doğruluk, ölçülen cihazın gerçek konumu (veya hızı) ile kodlayıcı tarafından bildirilen konum (veya hız) arasındaki farktır. Döner kodlayıcı için ark saniyesi veya ark dakikası cinsinden belirtilir. Doğrusal kodlayıcı için doğruluk tipik olarak mikron cinsinden verilir.

Bazen kodlayıcı performansıyla ilgili olarak kullanılan başka bir terim de “hata” terimidir. Hata, esasen doğruluğun tersidir. Başka bir deyişle, doğruluk, kodlayıcı okumasının gerçek konuma ne kadar yakın olduğunu belirtirken, hata, kodlayıcının gerçek konumdan ne kadar uzakta olduğunu belirtir.

Enkoder çözünürlüğü ve doğruluğu birbirinden bağımsızdır. Yukarıda gösterildiği gibi, iki kodlayıcı aynı çözünürlüğe (24 sayı) ancak farklı doğruluklara sahip olabilir.

Daha yüksek çözünürlüğün daha yüksek doğruluk anlamına gelmediğini unutmamak önemlidir. Biri 100 PPR çözünürlüğe ve diğeri 10.000 PPR çözünürlüğe sahip, ancak her ikisi de aynı doğruluk belirtimine sahip iki kodlayıcı düşünün. Daha düşük çözünürlüklü (100 PPR) kodlayıcı, 90 derecelik bir hareketi yüksek çözünürlüklü (10.000 PPR) model kadar doğru bir şekilde rapor edebilir. Daha yüksek çözünürlüklü kodlayıcı, bu 90 derecelik hareketi çok daha küçük artışlara bölme yeteneğine sahiptir.

Enkoder Çözünürlüğünü Etkileyen Faktörler

Enkoder çözünürlüğü, kodlayıcı diski veya ölçeğindeki satır sayısına (artımlı kodlayıcı için) veya desene (mutlak kodlayıcı için) bağlıdır. Fiziksel olarak çözünürlük sabittir. Bir kodlayıcı üretildikten sonra, kod diskine daha fazla satır veya desen ekleme seçeneği yoktur. Ancak artımlı enkoderin çözünürlüğü, sinyal kod çözme yoluyla artırılabilir. Artımlı kodlayıcılar kare dalga sinyalleri verir ve bir sinyalin (sinyal A) hem ön hem de arka kenarlarını sayarak kodlayıcının çözünürlüğü ikiye katlanır. Her iki sinyalin (A ve B) ön ve arka kenarları sayıldığı durum, dörtlü kod çözme olarak adlandırılır ve bu durumda çözünürlük dört kat artar.

Her iki sinyalin (A ve B) ön ve arka kenarları sayıldığında, kodlayıcı çözünürlüğü dört kat artar.

Çözünürlüğü tekrarlanabilirlikle karıştırmamak gerekir. Tekrarlanabilirlik, kodlayıcının sürekli olarak aynı ölçümü yapma ve aynı sonucu alma yeteneğidir. Genellikle kodlayıcının doğruluğunun bir katı olarak belirtilir ve genellikle doğruluktan 5 ila 10 kat daha iyidir (daha küçüktür). Tekrarlanabilirlik, montaj veya al ve yerleştir süreçleri gibi tekrarlayan görevleri gerçekleştiren uygulamalar için önemli bir özelliktir.

Enkoder Doğruluğu Etkileyen Faktörler

Çizgilerin veya ölçüm birimlerinin sayısı çözünürlüğü belirlerken, doğruluk bu çizgilerin veya birimlerin genişliğinden ve aralığından etkilenir. Tutarsız genişlik ve/veya boşluk, darbelerin zamanlamasında hatalara neden olacaktır. Mutlak kodlayıcılar için doğruluk, desenin kod diskine yerleştirildiği hassasiyetten etkilenir.

Ölçüm birimlerinin tutarlı genişliği ve aralığı, artan enkoder doğruluğu için önemli bir faktördür.

Kodlayıcının dışındaki faktörler de doğruluğunu etkileyebilir. Bunlar, enkoder diski ile monte edildiği mil arasındaki eş merkezlilik eksikliği gibi montajın sertliğini ve montaj hatalarını içerir. Doğrusal kodlayıcılar için, ölçeğin ve montaj yüzeyinin termal genleşmesi de doğruluğu azaltabilir.