📘 Bách khoa mã hóa

Bộ mã hóa tăng dần

Bộ mã hóa tăng dần là một trong những cảm biến được sử dụng phổ biến nhất trong các hệ thống điều khiển chuyển động, được ứng dụng rộng rãi trong tự động hóa công nghiệp, máy CNC, rô‑bốt và các hệ thống kiểm tra tự động. Bài viết này sẽ trình bày chi tiết về định nghĩa bộ mã hóa tăng dần, nguyên lý hoạt động, đặc tính đầu ra tín hiệu, các chỉ tiêu hiệu năng, phân loại cấu trúc, tiêu chuẩn ngành, so sánh công nghệ, các vấn đề bảo trì thường gặp và giải pháp, cũng như hướng dẫn lựa chọn.

Bộ mã hóa tăng dần là gì (What is an Incremental Encoder)

Bộ mã hóa tăng dần là cảm biến xuất ra thông tin dịch chuyển cơ học dưới dạng chuỗi xung tuần hoàn. Đặc điểm của nó là mỗi khi trục quay hoặc di chuyển một góc hoặc khoảng cách nhất định, sẽ sinh ra một số xung điện tương ứng. Bộ đếm ngoài hoặc bộ điều khiển sẽ đếm các xung này để xác định vị trí tương đối.

Thông thường, bộ mã hóa tăng dần cho ra ba tín hiệu:

Vì chỉ cung cấp thông tin vị trí tương đối, khi mất điện vị trí không được giữ lại, do đó thường cần cơ cấu hoặc mạch hiệu chuẩn điểm không (zero) cơ hoặc điện.

Nguyên lý hoạt động của bộ mã hóa tăng dần (Working Principle of Incremental Encoders)

Bộ mã hóa tăng dần quang học

Bộ mã hóa quang học dùng đèn LED chiếu sáng đĩa mã vạch xoay. Trên đĩa xen kẽ vùng trong suốt và mờ. Khi đĩa quay, cảm biến quang thu được tín hiệu ánh sáng nhấp nháy, sau đó mạch điện tử xử lý và chuyển thành các xung vuông tiêu chuẩn.

Bộ mã hóa tăng dần từ tính

Bộ mã hóa từ tính dùng cảm biến Hall hoặc cảm biến điện trở từ để phát hiện sự thay đổi phân cực của nam châm gắn trên trục quay, sinh ra các xung điện theo chu kỳ.

Xác định chiều quay và điểm không

Khoảng pha điện giữa tín hiệu A và B là 90° ±10°, cho phép xác định chiều quay. Tín hiệu Z xuất một xung mỗi vòng để làm điểm tham chiếu zero.

Đặc tính đầu ra tín hiệu (Signal Characteristics)

Mục Mô tả
Loại tín hiệu Xung vuông (TTL/HTL/RS422), đầu ra tương tự sin/cos
Mức điện áp TTL (5 V), HTL (10–30 V), RS422 (differential)
Dải tần Từ vài trăm kHz đến vài MHz
Độ phân giải (PPR) Thường 100–10 000 PPR, có thể cao hơn với interpolation
Khoảng pha 90° ±10° giữa A và B
Khoảng truyền RS422 có thể truyền > 100 m

So sánh bộ mã hóa tăng dần và bộ mã hóa tuyệt đối (Incremental vs Absolute Encoder)

Tiêu chí Bộ mã hóa tăng dần Bộ mã hóa tuyệt đối
Thông tin vị trí Tương đối, cần bộ đếm ngoài Tuyệt đối, có bộ nhớ nội
Chi phí Thấp Cao
Độ phức tạp Cần quản lý zero và bộ đếm ngoài Đơn giản, không cần bộ đếm ngoài
Khôi phục sau mất điện Không tự động Tự động lưu và khôi phục
Ứng dụng Điều khiển tốc độ/vị trí chung Hệ thống đòi hỏi độ chính xác cao

Các thông số chính (Key Specifications)

Ứng dụng điển hình (Typical Applications)

Tiêu chuẩn và quy định ngành (Industry Standards and Norms)

Bảo trì và khắc phục sự cố (Maintenance and Troubleshooting)

Bảo trì hàng ngày

Sự cố thường gặp & giải pháp

Hướng dẫn lựa chọn (Selection Guide)

  1. Xác định yêu cầu ứng dụng: Loại chuyển động (quay/line­ar), độ chính xác, dải tốc độ.
  2. Phù hợp độ phân giải & tần số: Chọn PPR tương thích với tần số đầu vào PLC/điều khiển.
  3. Loại giao diện & mức điện áp: Kiểm tra tương thích TTL/HTL/RS422 với hệ thống.
  4. Điều kiện môi trường: Chọn cấp IP và vật liệu thích hợp (nhiệt độ, bụi, ẩm).
  5. Yêu cầu cơ khí: Đảm bảo đường kính trục, cách lắp và tải phù hợp với ứng dụng.

Với hiểu biết sâu về nguyên lý, đặc tính tín hiệu, yêu cầu ứng dụng, tiêu chuẩn ngành và quy trình bảo trì bộ mã hóa tăng dần, kỹ sư có thể tích hợp hệ thống hiệu quả và lựa chọn thiết bị chính xác, nâng cao độ tin cậy và hiệu suất thiết bị.

← Các loại bộ mã hóa Bộ mã hóa tuyệt đối →

Document
Contents

Dark
Mode