Encoder Terminologie
Deze pagina verzamelt systematisch en verklaart in detail veelvoorkomende en belangrijke technische termen uit de encoderdomein. Het behandelt elektrische parameters, uitgangssignalen, mechanische structuur, communicatieprotocollen, omgevingsbestendigheid, nauwkeurigheidskalibratie, functionele veiligheid, belastinglimieten en vele andere aspecten. Het is geschikt als lange-termijnreferentie voor ingenieurs, systeemintegratoren, R&D-personeel, technische inkopers en voor gebruikers die een diepgaand begrip van encoders willen opdoen.
Terminologie van encoderuitgang en -signalen
| Term | Engelse afkorting | Definitie |
|---|---|---|
| Resolutie | Resolution | Het aantal signalen dat door de encoder wordt gegenereerd per bewegingseenheid, gebruikt om de meetnauwkeurigheid te bepalen. Kan worden weergegeven als PPR, CPR, bit, LPI, CPI etc. |
| PPR | Pulses Per Revolution | Het aantal pulsen per omwenteling, vaak gebruikt bij incrementele roterende encoders; geeft het aantal pulsen in één volledige omwenteling aan |
| CPR | Counts Per Revolution | Het aantal count–pulsen per omwenteling, vaak inclusief frequentievermenigvuldiging. Bijvoorbeeld bij viervoudige telling: CPR = PPR × 4 |
| DPI | Dots Per Inch | Het aantal “punten” per inch, vaak gebruikt bij optische scans met hoge resolutie en lineaire metingen |
| CPI | Counts Per Inch | Het aantal tellingen per inch (1 inch), gebruikt om de resolutie van lineaire encoders te evalueren |
| LPI | Lines Per Inch | Het aantal lijnen per inch op een optisch raster; ook gebruikt om de resolutie van lineaire encoders of scanners te beschrijven |
| Fasen A/B | A/B Channels | Twee kwadratuur-uitgangen van een incrementele encoder, 90° in fase verschoven, gebruikt om de richting te onderscheiden en te tellen |
| Fase Z | Zero Pulse / Index | Referentiepuls bij een incrementele encoder, eenmaal per omwenteling; gebruikt om naar de nulpulspositie te resetten |
| N-kanaal | N Channel | Een andere benaming voor fase Z bij bepaalde merken |
| U/V/W | – | Signaalkanalen voor de kommutatie van een servomotor, gebruikt voor elektronische kommutatie of fasedetectie van de motor |
| TTL | Transistor-Transistor Logic | Een standaard 5V-digitale logicaniveau, geschikt voor kortafstandstransmissie van pulsen op hoge snelheid |
| HTL | High Threshold Logic | 10–30V-logicaniveau, met hoge storingsbestendigheid, geschikt voor industriële omgevingen |
| Open Collector | OC | Open-collector-uitgang; vereist een externe pull-upweerstand, wat meer flexibiliteit geeft in het spanningsniveau |
| Push-Pull | – | Push-pull-uitgang, kan de last in beide richtingen aandrijven zonder pull-upweerstand; vaak te zien bij industriële encoders |
| Line Driver | LD / RS422 | Een differentiële uitgangsstandaard, verhoogt storingsbestendigheid en maakt hoogsnelheidstransmissie over lange afstanden mogelijk |
| Spanninguitgang | Voltage Output | Een analoog uitgangssignaal (bijv. 0–5 V, 0–10 V etc.), geschikt voor eenvoudig lezen van een analoge waarde |
| Stroomuitgang | Current Output | Een analoge uitgang die vaak 4–20 mA is, met hoge resistentie tegen storingen, geschikt voor transmissie over grotere afstanden |
| PWM | Pulse Width Modulation | Gebruikt pulsduratiemodulatie om positie- of hoekinformatie door te geven, toegepast in aangepaste of speciale toepassingen |
| 1Vpp/11µApp | – | Analoog sinus-/cosinussignaal, vaak bij optische of magnetische rasters in encoders, gebruikt voor zeer nauwkeurige onderverdeling |
Type encoders, werkingsprincipe en detectiemethoden
| Term | Definitie |
|---|---|
| Incrementele encoder | Geeft continue pulsen af die een positiestijging weergeven; om de absolute positie te verkrijgen, moeten de pulsen worden opgeteld in een besturing of teller |
| Absolute encoder | Elke positie heeft een unieke code; de positie blijft bewaard zelfs bij spanningsuitval; geschikt voor veeleisende of multiassige toepassingen die hoge betrouwbaarheid vergen |
| Singleturn-encoder | Meet alleen de positie binnen één omwenteling en registreert niet het aantal omwentelingen |
| Multiturn-encoder | Met ingebouwd tandwiel, of magnetische/inductieve structuur om aantal omwentelingen te registreren; er zijn zowel mechanische als elektronische varianten |
| Optische encoder | Maakt gebruik van een lichtbron, een raster en een fotodetector voor contactloze meting; hoge resolutie en goede nauwkeurigheid |
| Magnetische encoder | Past Hall- of magnetoresistieve sensoren toe om veranderingen in het magnetische veld waar te nemen; minder gevoelig voor stof of olie, geschikt voor ruwe omgevingen |
| Capacitieve encoder | Gebaseerd op veranderingen in het elektrisch veld tussen condensatorplaten; compacte constructie, geschikt voor lichtere systemen en beperkte ruimte |
| Inductieve encoder | Gebruikt elektromagnetische inductie voor het meten van hoeken of verplaatsingen; bestand tegen elektromagnetische storingen en trillingen |
| Encoder-kit | Ook wel Kit Encoder genoemd; een ontwerp zonder externe behuizing, bedoeld voor inbouw in motoren of robotgewrichten etc. |
| Trekdraad-encoder | Gebruikt een staalkabel en een haspel om lange lineaire verplaatsingen te meten (liften, toegangssystemen, kranen etc.) |
| Roterende encoder | Meet de hoek en rotatiesnelheid van een as; wijd toegepast in motoren, draaischijven en servoaandrijvingen |
| Lineaire encoder | Meet lineaire (translatieve) beweging, veel voorkomend in CNC-machines, 3D-coördinatenmeetmachines en halfgeleiderapparatuur |
| Multikanaal-encoder | Geeft meerdere signalen gelijktijdig (bijv. A/B/Z + UVW + seriële interface) om in te spelen op motorkommutatie, positiedetectie en netwerkcommunicatie |
| Programmeerbare encoder | De uitgavesoort, resolutie, richting etc. zijn instelbaar via software of speciale apparaten |
| Codeerformaat | Codeerschema van een absolute encoder, bijv. Gray Code, Binary, BCD, Excess Code etc. |
Communicatieprotocollen en industriële interfaces
| Protocol/Interface | Definitie |
|---|---|
| SSI | Synchronous Serial Interface: synchrone seriële communicatie voor absolute encoders; eenvoudige structuur en hoge storingsbestendigheid |
| BiSS-C | Open, hogesnelheid synchroon protocol, full-duplex en ketenvormige (daisy-chain) topologie voor meerdere assen; veelgebruikt bij high-end absolute encoders |
| EnDat | Bidirectionele seriële interface van Heidenhain, met validatiemogelijkheden en hoge resolutie feedback |
| CANopen | Open protocol gebaseerd op CAN-bus, werkt met een object dictionary, geschikt voor netwerken met meerdere knooppunten; veel gebruikt in de Europese industriële automatisering |
| Profibus-DP | Fieldbus-standaard, hoge baudrate en cyclische data-uitwisseling, veelgebruikt in grote procesbesturing en discrete productie |
| DeviceNet | CAN-bus-protocol van Allen-Bradley, legt nadruk op eenvoudige koppeling tussen apparaten en controllers |
| EtherCAT | Industriële Ethernet-protocol in real-time van Beckhoff, ondersteunt gesynchroniseerde klokken en multi-as-synchronisatie; ideaal voor snelle en precieze besturing |
| PROFINET | Een industriële Ethernet-standaard van Siemens, combineert IT-technologie en real-timecommunicatie; geschikt voor fabrieks- en procesautomatisering |
| IO-Link | Punt-tot-punt-communicatieprotocol voor sensoren en actuatoren, biedt slimme diagnostiek en afstandsconfiguratie |
| Ethernet/IP | Rockwell’s CIP (Common Industrial Protocol) familie, toepasbaar bij gedistribueerde aandrijvingen, veldapparaten en SCADA |
| Modbus RTU/TCP | Open protocol met master/slave-opzet, geschikt voor uitbreidbare remote I/O en gedistribueerde systemen |
| UART | Universeel asynchroon serieel interface (bijv. RS232/RS485), vaak in eenvoudige of low-cost encodermodules |
| SPI/I²C | Seriële interfaces op chipniveau (halfgeleider), geschikt voor kleine of energiezuinige encoders |
| SERCOS | SErial Real-time COmmunication System, real-time bewegingsbesturingsprotocol via glasvezel of Ethernet; gangbaar in CNC-systemen en zeer nauwkeurige servosystemen |
Terminologie voor montage en mechanische interfaces
| Term | Definitie |
|---|---|
| Massieve as | De centrale as van de encoder is een massieve cilinder; vraagt om een koppeling of klem om het koppel over te brengen |
| Holle as | De encoder heeft een holle as, die direct op de motoras kan worden gezet, waardoor extra koppeling minder nodig is |
| Half-holle as | Een holle as, afgesloten aan één uiteinde, wat ruimte bespaart en de installatie vergemakkelijkt |
| Flensmontage | Bevestiging van de encoder via een voorflens of synchroflens; gangbaar met DIN-standaarden (bijv. ronde of vierkante flensinterfaces) |
| Synchroflens | Een standaard ronde flens (Synchro Flange), vastgezet door een klem of schroeven |
| Servo-klemflens | Een flens met klemgroef of positioneergaten, voor snel uitlijnen en fixeren aan servomotoren of mechanische systemen |
| Hartafstand montagegaten | De onderlinge afstand tussen de schroefgaten in de behuizing van de encoder, moet overeenkomen met het montagevlak van de machine |
| Montagediepte | De diepte waarin de encoderas of holle bus wordt ingebracht; te ondiep kan speling geven, te diep kan schade veroorzaken |
| Koppeling | Verbindt de massieve as van de encoder met de motor- of machinale as; gangbare types: flexibele koppeling, balgkoppeling, starre koppeling etc. |
| Radiale/axiale belasting | De maximale radiale of axiale kracht die het lager van de encoder kan verdragen; overschrijding hiervan verkort de levensduur en schaadt de nauwkeurigheid |
Omgevingsbestendigheid en betrouwbaarheid
| Term | Definitie |
|---|---|
| IP-classificatie | In IEC 60529 gedefinieerde classificatie voor stof- en waterbestendigheid (bv. IP65, IP67, IP68); hoger getal betekent betere bescherming |
| Bedrijfstemperatuur | Het temperatuurbereik waarin de encoder functioneert met gespecificeerde nauwkeurigheid, bijv. -20°C tot +85°C |
| Opslagtemperatuur | Toegestane temperatuurgrenzen wanneer het apparaat spanningsloos is |
| Trillingsbestendigheid | De mate waarin het lager en de interne structuur van de encoder mechanische trillingen kunnen doorstaan, meestal uitgedrukt in g |
| Schokbestendigheid | Het draagbare niveau van korte intensieve versnelling/botsing, uitgedrukt in g |
| EMC (Electromagnetic Compatibility) | Elektromagnetische compatibiliteit; omvat weerstand tegen elektromagnetische interferentie en beperking van eigen ongewenste emissies |
| ESD | Weerstand tegen elektrostatische ontlading (Electrostatic Discharge), evalueert de gevoeligheid van de encoder voor statische pulsen |
| SIL-niveau (Safety Integrity Level) | Bijv. SIL2 of SIL3, voor veiligheidskritische toepassingen (liften, robots, treinbesturing enz.) |
| MTBF (Mean Time Between Failures) | De gemiddelde tijd tussen storingen, een indicatie van de algehele betrouwbaarheid van de apparatuur |
| RoHS / REACH | Restrictie van gevaarlijke stoffen / wettelijke registratie van chemicaliën, met betrekking tot de milieuvriendelijkheid en veiligheid van het encodermateriaal |
Nauwkeurigheid, fouten en systeemkalibratie
| Term | Definitie |
|---|---|
| Systeemnauwkeurigheid | De maximale afwijking tussen de encoderuitgang en de werkelijke positie, inclusief encodervouten, montagefouten en fouten in de sturing, enz. |
| Oplosbaarheid (resolvability) | De kleinste meetbare positieverschil dat de encoder kan detecteren; hoe hoger deze waarde, des te kleinere bewegingen detecteerbaar zijn |
| Herhaalbaarheid | De maat van consistentie in de meetresultaten wanneer men herhaaldelijk naar dezelfde positie terugkeert; vooral beïnvloed door mechanische speling en signaalruis |
| Lineaire fout | De niet-lineaire afwijking tussen de encoderuitgang en de werkelijke verplaatsing, gewoonlijk gecompenseerd via kalibratie of softwarecorrectie |
| Nulpuntfout (zero offset) | De offset tussen puls Z of referentiesignaal en het werkelijke mechanische nulpunt; kan worden gecorrigeerd door mechanische of softwarematige aanpassing |
| Codeerfout | Kleine afwijkingen door fabricage van de schijf, ongelijke magnetische polenverdeling, verkeerde montage enz. |
| Kalibratiecoëfficiënt | Een parameter voor systeemkalibratie of lineaire compensatie, om de algemene nauwkeurigheid te verbeteren |
| PID-terugkoppeling (PID Feedback) | In een servosysteem fungeert de encoder als sensor in de gesloten regelkring; door proportionele, integrale en differentiële afstelling (PID) volgt het systeem de doelbeweging nauwkeurig |
| Hysterese | Positiefout bij het terugkeren naar een positie wanneer de bewegingsrichting verandert, deels veroorzaakt door speling of wrijving. Komt voor bij sommige incrementele encoders of overbrengingen |
Overige veelgebruikte termen en aanvullende toelichtingen
| Term | Definitie |
|---|---|
| Gray-code (Gray Code) | Een codeermethode waarbij twee opeenvolgende codewoorden slechts in één bit verschillen; beperkt schakeloscillatie; veelgebruikt bij absolute encoders |
| Binaire code (Binary Code) | De absolute encoder levert direct een binaire uitvoerwaarde, gemakkelijk te interpreteren door de besturing |
| BCD-code (Binary-Coded Decimal) | Elke groep van 4 bits vertegenwoordigt één decimaal cijfer; voorkomend bij sommige oudere absolute encoders of meetinstrumenten |
| Excess Code | Een offset-codeerwijze die voor vloeiendere overgangen zorgt; voorkomend in sommige oudere of op maat gemaakte absolute encoders |
| Multiturn-tandwielen | Bij mechanische multiturn-encoders met een intern tandwielstelsel voor het tellen van omwentelingen |
| Elektronische multiturn | Telt het aantal omwentelingen via een intern circuit of magnetisch geheugen, zonder mechanische tandwielen; vaak in borstelloze servomotoren (BLDC) |
| UVW-kanalen | Incrementele kommutatiesignalen voor het synchroniseren van driefase wikkelingen van de motor; veelgebruikt bij servomotoren en BLDC-aandrijvingen |
| S/N-verhouding (Signal to Noise Ratio) | Verhouding tussen signaal- en ruissterkte; evalueert de zuiverheid en stabiliteit van de encoderuitgang |
| Maximale rotatiesnelheid | De hoogste veilige rotatiesnelheid waarbij de encoder nauwkeurig blijft; overschrijding kan signaalvervorming of versneld lagerverbruik veroorzaken |
| Maximale lineaire snelheid | De hoogste veilige verplaatsingssnelheid die een lineaire encoder kan meten zonder fouten; bij overschrijding schiet de bandbreedte van het signaal of de data tekort |
| Redundante encoder | Encoder met dubbele sensor of dubbele uitgang voor veiligheidkritische toepassingen (bijv. SIL3). De back-upencoder neemt over als de hoofdencoder uitvalt |
Referentiestandaarden en uitbreidingen
- IEC 60050-351: Terminologie voor industrieel meten en sturen
- ISO 13849: Norm voor machineveiligheidsfuncties (vaak aangehaald voor veiligheidsencoders)
- IEC 60529: Definieert IP-beschermingsgraden van behuizingen (IP-classificaties)
- IEC 61800-5-2: Veiligheidseisen voor aandrijfsystemen met variabele snelheid, vaak van toepassing in servo’s en encoders met functionele veiligheid
- CiA 406: Specificatie van CANopen-encoders
- IEC 61158: Familie van industriële fieldbus-protocollen
- EnDat, BiSS, SERCOS: Belangrijkste seriële communicatieprotocollen voor encoders
Opmerking: De definities kunnen per merk of industriestandaard licht variëren. Voor specifieke producten wordt aanbevolen de betreffende handleiding te raadplegen. Deze pagina wordt voortdurend bijgewerkt om nieuwere technologieën en opkomende toepassingsgebieden te dekken. Draag bij met uw aanvullingen en correcties op Encoder.wiki!