Ulinganisho wa Diski za Kisimba za Wimbo Moja na Diski za Kisimbaji za Wimbo Mbili

Katika mitambo ya kiotomatiki ya viwandani, udhibiti wa pamoja wa roboti, na mifumo mipya ya gari la nishati, visimbaji sumaku vinacheza jukumu muhimu zaidi. Kupitia sehemu ya sumaku ya kuhisi isiyo ya mawasiliano, hubadilisha mwendo wa mzunguko au wa laini kuwa mawimbi sahihi ya umeme, na kuupa mfumo taarifa ya mahali, kasi na mwelekeo. 'Moyo' wa a encoder magnetic ni usahihi kwamba inaonekana rahisi magnetic disk (sumaku pete).

Wahandisi wanapoanza kuchagua vijenzi, mara nyingi hukabiliana na maswali kadhaa ambayo hayawezi kuepukika: Je! ni tofauti gani hasa kati ya wimbo mmoja na nyimbo mbili? Je, sumaku za mpira na feri zilizotengenezwa kwa sindano mtawalia zinafaa kwa hali gani?

1. Diski za Wimbo Moja: Inatosha, Lakini Sio 'Smart' ya Kutosha

Diski ya sumaku ya wimbo mmoja ina wimbo mmoja tu wa sumaku na inafanya kazi na kihisi kimoja. Huhesabu pembe ya mzunguko kwa kutoa ishara za mapigo; kimsingi, ni kisimbaji cha nyongeza—inaweza tu kukuambia 'kimezungusha kiasi gani,' lakini haiwezi kubainisha moja kwa moja 'inazunguka upande gani' au 'ipo katika nafasi gani kwa sasa.''

Kwa sababu hii, nukta sufuri ya marejeleo ya mfumo wa wimbo mmoja lazima ianzishwe upya kila wakati inapowashwa. Ikiwa kifaa kimezimwa na kuwashwa upya, maelezo yote ya nafasi ya awali yatapotea.

Walakini, diski za wimbo mmoja pia zina thamani isiyoweza kubadilishwa: muundo rahisi, gharama ya chini sana, na mnyororo mfupi wa usindikaji wa ishara. Zinafaa sana kwa programu ambazo zinahitaji kipimo cha kasi pekee na hazihitaji mwelekeo au nafasi kamili—kama vile utambuzi wa kasi ya feni, mifumo ya mwendo inayoelekezwa moja kwa moja na udhibiti wa kawaida wa gari unaozingatia gharama.

2. Diski za Wimbo Mbili: Kupima Nafasi Kabisa na 'Vitawala viwili'

Wazo la msingi la diski ya nyimbo mbili ni kuunganisha nyimbo mbili za sumaku kwenye sumaku moja-njia kuu na njia ya pili (kawaida huitwa vernier track) -na idadi yao ya jozi za nguzo za sumaku zinazotofautiana na moja, kwa mfano, jozi 64 za pole zikiwa zimeoanishwa na jozi 63 za pole, au jozi 32 za pole 3 zilizounganishwa na jozi 3.

Ustadi wa muundo huu upo katika ukweli kwamba, kwa sababu nyimbo hizo mbili zina idadi tofauti ya jozi za pole, kwa nafasi yoyote ya angular mchanganyiko wa mashamba ya sumaku yanayotokana na nyimbo hizo mbili ni ya kipekee. Chip ya encoder inasoma tofauti ya awamu kati ya njia mbili za ishara na, kwa njia ya kanuni ya vernier (sawa na mantiki ya kusoma ya caliper ya vernier), inaweza kuhesabu nafasi ya sasa ya angular ndani ya 360 ° - hata baada ya kuwasha upya kwa nguvu, nafasi halisi inaweza kujulikana wakati nguvu inarejeshwa, bila ya haja ya 'kurudi kwa sifuri'.

Maboresho ya utendakazi yanayoletwa na nyimbo mbili ni ya pande nyingi:

• Kuruka kwa azimio : Kwa kusimbua kwa quadrature, ishara za njia mbili zinaweza kuongeza azimio la ufanisi kwa kipengele cha 4. Kwa pete ya magnetic yenye jozi 50 za pole, mfumo wa wimbo mmoja unaweza tu kupata hesabu 50 kwa kila mapinduzi, wakati mfumo wa nyimbo mbili na decoding ya quadrature unaweza kufikia hesabu 200.

• Uwezo wa kutambua mwelekeo : Mfuatano wa awamu wa chaneli mbili za mawimbi huakisi moja kwa moja mwelekeo wa mzunguko, bila hitaji la makisio ya ziada ya kimantiki.

• Upungufu unaostahimili mwingiliano : Mawimbi ya njia mbili zinaweza kuthibitishana, na kurahisisha kuchuja mipigo yenye makosa katika mazingira ya mtetemo au mwingiliano wa sumakuumeme, kuboresha kwa kiasi kikubwa uthabiti wa mfumo.

• Ufanisi wa nafasi : Ikilinganishwa na kutumia pete mbili za sumaku za wimbo mmoja kando kando, muundo uliounganishwa wa nyimbo mbili unaweza kupunguza ukaliaji wa nafasi ya axial kwa takriban 30% -40%, ambayo ni muhimu kwa matumizi yanayohisi kiasi kama vile viungio vya roboti.

Bila shaka, ufumbuzi wa nyimbo mbili unahitaji sensorer mbili na mzunguko wa usindikaji wa ishara ngumu zaidi, hivyo gharama ya vifaa ni ya juu zaidi. Hata hivyo, katika hali zilizo na mahitaji madhubuti ya usahihi wa nafasi, kama vile mifumo ya servo, viungio vya roboti, na udhibiti wa usahihi wa injini zisizo na brashi, uwekezaji huu unafaa.

3. Mjadala wa Nyenzo: Sumaku za Mpira dhidi ya Ferrite Iliyoundwa kwa Sindano

Iwe ya wimbo mmoja au nyimbo mbili, uchaguzi wa nyenzo za substrate kwa diski ni muhimu vile vile. Kwa sasa, nyenzo mbili zinazotumiwa sana kwa pete za sumaku za encoder ni sumaku za mpira na feri iliyotengenezwa kwa sindano, kila moja ikiwa na herufi tofauti.

Sumaku za Mpira: 'Mzunguko Wote' Inayobadilika

Sumaku za mpira hutengenezwa kwa kuchanganya poda ya sumaku ya ferrite na elastoma kama vile raba ya nitrile, ikifuatiwa na kuchanganya, kuweka kalenda na uundaji wa vulcanization. Faida yao kubwa iko katika  kunyumbulika na urahisi wa kuchakata —zinaweza kutengenezwa kuwa karatasi au roli nyembamba na kubadilishwa kulingana na mahitaji ya usakinishaji yaliyopinda au yenye umbo mahususi, na kuzifanya zifae hasa kwa hali zisizo na nafasi na uzani mwepesi.

Utendaji wa sumaku wa visimbaji vya kisasa vya sumaku za mpira pia unaendelea kuboreshwa. Kwa kuboresha uundaji wa mpira, uwiano wa kujaza wa poda ya ferrite unaweza kuongezeka zaidi, na watengenezaji kama vile NTN wamepata ongezeko la 25% la nguvu ya sumaku ikilinganishwa na visimbaji vya jadi vya mpira. Pete za sumaku katika mfululizo wa Elasto-Ferrite wa Hutchinson zinaweza kupata ubakishaji wa hadi 3500 G, upana wa nguzo mdogo kama milimita 2, na uvumilivu wa kipindi unaodhibitiwa ndani ya 0.05°.

Hata hivyo, sumaku za mpira pia zina mapungufu ya wazi:  upinzani mdogo wa joto , kwa kawaida kati ya 60°C na 80°C, na utendaji dhaifu wa sumaku. Zinafaa zaidi kwa motors ndogo na za kati, sensorer za ABS za magari, na matukio mengine yenye mahitaji ya chini ya mahitaji ya joto.

Ferrite Iliyoundwa kwa Sindano: 'Kikundi cha Usahihi' Imara

Feri iliyotengenezwa kwa sindano hutengenezwa kwa kuchanganya unga wa sumaku wa strontium au bariamu ferrite na plastiki za kihandisi kama vile nailoni (PA66) au PPS na kisha kuitengeneza kwa ukingo wa sindano. Faida zake kuu ziko katika  uthabiti wa kipenyo na uhuru wa kufinyanga —maumbo changamano ya kijiometri yanaweza kutengenezwa kwa kudungwa kwa hatua moja, na vipimo ni thabiti sana kutoka kundi hadi bechi, ambayo ni muhimu kwa upatanishi sahihi wa nyimbo hizo mbili katika diski ya nyimbo mbili.

Feri iliyotengenezwa kwa sindano ina  upinzani bora wa joto kuliko sumaku za mpira . Ustahimilivu wa joto wa sumaku zilizoundwa kwa msingi wa nailoni zinaweza kufikia 120-150 ° C, juu zaidi kuliko 60-80 ° C ya sumaku za mpira. Kwa upande wa uimara wa mitambo, feri iliyotengenezwa kwa sindano ina ugumu wa juu wa uso, upinzani mkali wa kuvaa na upinzani wa athari, na kuna uwezekano mdogo wa kupata nyufa au uharibifu wakati wa matumizi ya muda mrefu. Kwa kuongeza, kama nyenzo ya oksidi, ferrite yenyewe ina upinzani bora wa kutu na hauhitaji ulinzi wa ziada wa mipako.

Ulinganisho wa Vigezo Muhimu vya Nyenzo Mbili

Mantiki ya uteuzi kwa kweli ni wazi kabisa: ikiwa programu inafuata  usahihi wa juu, uimara wa juu, na anuwai ya joto , ferrite iliyoumbwa kwa sindano inafaa zaidi; ikiwa kuna mahitaji ya juu zaidi ya  kubadilika, uzani mwepesi, na udhibiti wa gharama , sumaku za mpira ndizo chaguo la kisayansi zaidi.

4. Mbinu ya Mchanganyiko: Kulinganisha Hesabu ya Wimbo na Nyenzo

Mara tu muundo wa wimbo na sifa za nyenzo zinaeleweka, uteuzi unakuwa uamuzi wa mtindo wa matrix:

• Wimbo mmoja + sumaku ya mpira : Suluhisho la bei nafuu zaidi, linafaa kwa kipimo rahisi cha kasi, utambuzi wa kasi ya feni, na hali kama hizo.

• Wimbo mmoja + ferrite iliyoumbwa kwa sindano : Inaboresha uimara na uwezo wa kukabiliana na halijoto huku ikiweka gharama kudhibitiwa; yanafaa kwa matumizi ya ziada katika mazingira magumu kiasi, kama vile vitambuzi vya kasi ya gurudumu la magari.

• Wimbo-mbili + sumaku ya mpira : Husawazisha uwezo kamili wa kuweka nafasi na uzani mwepesi. Kihisi cha pembe ya usahihi wa juu cha NTN hutumia muundo wa nyimbo mbili uliotengenezwa kwa nyenzo ya sumaku ya mpira, kufikia usahihi wa angular wa ±0.1° na kupunguza uzito kwa 27%.

• Wimbo-mbili + umbo la feri lililoundwa kwa sindano : Inalenga hali zinazohitajika zaidi za kiviwanda—mota za servo, viungio vya roboti na jedwali za kuzungusha za zana za mashine ya CNC—zinazohitaji uwekaji kamili wa usahihi wa juu, uthabiti wa halijoto pana, na kutegemewa kwa muda mrefu.

Ni muhimu kuzingatia kwamba usahihi wa disk mbili-track inategemea si tu juu ya nyenzo lakini pia, muhimu zaidi, juu ya  usahihi wa magnetization . Nafasi kati ya nyimbo hizi mbili ni ndogo sana, na mbinu za jadi za sumaku za bechi hukabiliwa na mseto wa sumaku, na kusababisha mgeuko wa nguzo za sumaku katika nyimbo zilizo karibu. Mbinu inayoongoza katika sekta ni 'uandishi wa data-moja' usumaku—kama vile kuandika data kwenye diski kuu, vichwa vidogo vya sumaku huvutia nguzo kwa nguzo kwa mfuatano, na hivyo kuboresha usahihi wa upangaji wa awamu kati ya nyimbo hadi kiwango cha micron ndogo.

Katika uchanganuzi wa mwisho, kuchagua diski ya usimbaji wa sumaku ni mchakato wa 'ulinganifu wa mahitaji.' Disks za wimbo mmoja hutatua swali la 'ni kiasi gani imezunguka' kwa njia rahisi, wakati diski za nyimbo mbili hutumia 'vitawala' viwili na mizani tofauti kujibu swali la msingi zaidi la ''ambapo ni sumaku, sumaku' na uwezo wa kubadilika wa uchumi sasa. ferrite iliyotengenezwa kwa sindano inashinda kwa uthabiti na usahihi. Wakati muundo wa wimbo na sifa za nyenzo zinalinganishwa ipasavyo, visimbaji sumaku vinaweza kutoa utendakazi wa hali ya juu katika mitambo otomatiki ya viwandani na vifaa mahiri.