Как купить...

Энкодеры компании BOURNS

В номенклатуру энкодеров, выпускаемых компанией Bourns, входят изделия, изготовленные по трем существующим технологиям: контактные механические (для бытовых применений, а также для неответственных лабораторных и промышленных приложений), бесконтактные оптические (для аудиотехники, прецизионной измерительной, авиационной и медицинской техники, ответственных промышленных применений), бесконтактные магнитные (для сервоприводов, робототехники и точных станков).

Компания Bourns является ведущим мировым производителем переменных и подстроечных резисторов, элементов защиты цепей по току и напряжению, а также различных типов энкодеров, индуктивных компонентов и полупроводниковой продукции. Продукция на складе в Харькове.

Энкодеры – электромеханические устройства, позволяющие преобразовывать характеристики механического движения в удобную для обработки форму электрических сигналов. Они используются для определения таких параметров как угловое положение, направление, скорость и частота вращения.

Рис. 1. Номенклатура энкодеров Bourns

Области применения энкодеров обширны: от промышленных систем до медицинских приборов. Каждое конкретное приложение выдвигает вполне определенные требования к используемым энкодерам. Компания Bourns выпускает широкий спектр энкодеров с различными характеристиками, которые отвечают самым взыскательным запросам (рисунок 1):

 - контактные механические, бесконтактные оптические, бесконтактные магнитные;
 - квадратурные, с выходами типа «направление/шаг», абсолютные цифровые, абсолютные с ШИМ-выходом;
 - со сроком службы до сотен миллионов оборотов;
 - с разрешением до 1024 состояний на оборот;
 - с максимальной частотой до 10 000 оборотов в секунду;
 - с уровнем пыле- и влагозащищенности до IP65;
 - для создания взаимодействия «пользователь-машина» (HM Interface) и «машина-машина» (MMI);
 - для монтажа в отверстия, для поверхностного монтажа, монтажа на блок с дополнительным гибким кабелем.

Наиболее популярными сериями поворотных энкодеров производства компании Bourns являются PEC11, PEC12, PEC16, PEL12, ECW, EAW, EPS, EMS22, EM14, EN (рисунок 2).

Достоинства и недостатки энкодеров в значительной степени зависят от принципа их действия. В общем случае энкодеры делят на два типа: механические контактные и бесконтактные. Бесконтактные бывают двух видов: оптические и магнитные.

Компания Bourns производит энкодеры всех трех типов:

механические контактные: PEC11, PEC12, PEC16, PEL12, ECW, EAW, EPS;
бесконтактные оптические: EM14, EN;
бесконтактные магнитные: EMS22.

Механические контактные энкодеры
по принципу функционирования напоминают галетные переключатели. Основными составными частями таких энкодеров являются кодирующий элемент и скользящие контакты.

Кодирующий элемент представляет собой общий контакт сложной формы. При повороте вала энкодера скользящие контакты перемещаются, периодически замыкаясь на кодирующий элемент (общий контакт).

Контактные квадратурные энкодеры имеют пару скользящих контактов (A и B). Они выполнены таким образом, что диаграммы их замыкания на кодирующий элемент оказываются сдвинутыми на 90° (рисунок 3). По порядку следования сигналов определяется направление вращения. По числу импульсов можно судить о частоте оборотов.

Квадратурный энкодер может быть достаточно просто реализован с помощью оптических схем.

Бесконтактные оптические энкодеры.
Конструкция приборов данного типа подразумевает использование нескольких основных элементов (рисунок 4): источников света, кодирующего диска, фотоприемников.

Кодовый диск имеет просветы (окна), через которые может проникать световой поток, создаваемый источниками света (ИК-светодиодами). Если свет прошел через окно на диске, то он фиксируется фотоприемником. Если свет не попадает в окно – то он отражается от диска и не фиксируется приемником.

При вращении вала световой поток периодически прерывается диском и формирует переменный выходной сигнал приемника. Частота сигнала пропорциональна частоте вращения вала.

В оптических энкодерах производства Bourns фотоприемники входят в состав специальной интегральной схемы ASIC (Application-specific integrated circuit). Эта ИС преобразует сигнал приемников в электрические выходные сигналы (рисунок 4).

В случае квадратурного энкодера формируются два сигнала, сдвинутых на 90°.

Бесконтактные магнитные энкодеры.

Приборы этого типа используют эффект Холла, который заключается в образовании разности потенциалов на поверхности проводящего материала при протекании через него тока при наличии внешнего магнитного поля. Этот эффект был открыт Эдвином Холлом в 1879 году. Рассмотрим его более подробно.

Как известно, на электрический заряд, движущийся в магнитном поле, действует сила Лоренца, смещающая заряд в направлении, перпендикулярном направлению тока (рисунок 5).

Бесконтактные магнитные энкодеры. Приборы этого типа используют эффект Холла, который заключается в образовании разности потенциалов на поверхности проводящего материала при протекании через него тока при наличии внешнего магнитного поля. Этот эффект был открыт Эдвином Холлом в 1879 году. Рассмотрим его более подробно.

Как известно, на электрический заряд, движущийся в магнитном поле, действует сила Лоренца, смещающая заряд в направлении, перпендикулярном направлению тока (рисунок 5).

Обзор контактных серий энкодеров Bourns

Наиболее популярными сериями контактных энкодеров Bourns являются PEC11x, PEC12 и ECW (таблица 2).

Таблица 2. Серии контактных энкодеров производства Bourns

Серии PEC11x обладают самыми скромными характеристиками среди перечисленных семейств. Для них максимальная рабочая частота вращения не превышает 60 об/мин.

Серия PEC11R имеет исполнение для монтажа в отверстия. Максимальное разрешение – до 24 импульсов на оборот. Срок службы для таких энкодеров превышает 30 тысяч оборотов. Функционировать они могут в диапазоне температур -30…70°С.

PEC11S имеет схожие характеристики, но предназначена для монтажа на плату. Минимальный срок жизни для таких энкодеров составляет 15 тысяч оборотов.

PEC11L предназначена для монтажа в отверстия и имеет увеличенную износостойкость – 100 000 оборотов.

Серия PEC12R, по сравнению с PEC11, имеет увеличенную максимальную частоту вращения – 100 об/мин.

PEC16 отличается отличной износостойкостью, до 200 тысяч оборотов, и высокой максимальной частотой вращения.

EPS идеально подойдет для лабораторных блоков благодаря высокой износостойкости (до 200 тысяч) и высокой разрешающей способности (до 36 импульсов на оборот вала). Применение в промышленной электронике ограничено из-за узкого температурного диапазона (1…85°С).

Серия ECW имеет лучшие среди перечисленных серий характеристики: рабочая частота – до 120 об/мин, срок службы – 200 тысяч оборотов, разрешающая способность – до 36 импульсов на оборот вала.

Отдельно стоит отметить серии PEL12x и EAW.

PEL12x снабжены дополнительными светодиодами, а в качестве световода используется вал энкодера. Питание светодиодов производится с помощью дополнительных выводов. Электрические характеристики этих серий близки к характеристикам PEC11 и PEC12. Серия PEL12S выпускается с одним светодиодом (красный, синий, зеленый, оранжевый, белый). Серия PEL12D выпускается с двумя светодиодами (четыре комбинации сочетаний цветов). Серия PEL12T имеет три светодиода комбинации RGB.

EAW – единственная контактная серия, реализующая абсолютное измерение положения. На выходе энкодера формируется 8-битный код. При этом, как и в случае с другими контактными энкодерами, выходы выполнены в виде сухих контактов, то есть должны быть подтянуты к напряжению питания.

Схема подключения контактных энкодеров Bourns достаточно проста (рисунок 6). Эквивалентная схема контактных квадратурных энкодеров представляет собой два параллельных ключа с общим выводом (вывод С). Для фиксации замыканий используется подтяжка к напряжению 5 В. Для серии EAW необходима подтяжка всех восьми выходных линий. Почти все серии имеют версии с дополнительным встроенным ключом.

Контактные серии оптимизированы для построения HMI-систем. Для таких систем небольшая максимальная частота вращения и ограниченный срок службы не являются критичными параметрами. Зато эти энкодеры имеют возможность фиксации положений вала, дополнительный встроенный выключатель и низкую стоимость. Основными областями применения серий являются:

аудиотехника (ручки громкости);
бытовая электроника (климат-контроль);
музыкальные инструменты (гитары, микшеры);
измерительные лабораторные приборы (генераторы, осциллографы);

Обзор серий оптических энкодеров серий EM14 и EN

Серии оптических энкодеров Bourns являются отличной альтернативой контактным сериям в приложениях, требующих повышенной чувствительности, производительности и увеличенного срока службы.

Оптические энкодеры EN и EM14 обладают всеми перечисленными свойствами (таблица 3).

Таблица 3. Серии бесконтактных оптических энкодеров Bourns

Серия EM14 является оптическим аналогом контактных серий. Максимальная частота для EM14 составляет 120 об/мин, срок жизни увеличен до 2 миллионов оборотов.

Еще одним преимуществом EM14 является базовое исполнение IP54, что делает возможным применение этой серии в промышленных приложениях.

Энкодеры EM14 идеально подходят для построения систем управления в различных областях электроники:

в профессиональной аудиотехнике (мониторы, эквалайзеры, гитарные усилители);
измерительной технике (осциллографы, анализаторы спектра);
авиационной технике (авиационные учебные симуляторы, системы контроля авиатраффика);
промышленной технике (управление электродвигателями, промышленные джойстики, пульты операторов);
медицинской техника (УЗИ, рентгеновские установки);

Серия EN имеет максимальное разрешение до 256 импульсов на оборот. Это позволяет применять данные энкодеры не только для определения направления и скорости вращения, но и для определения положения ротора электродвигателей и сервоприводов. Дополнительное преимущество серии EN – максимальная частота вращения до 3000 об/мин.

Использование подшипников позволило увеличить срок службы до 200 миллионов оборотов

Эта серия применяется в особо чувствительных приложениях (профессиональная аудиотехника), в промышленной и бытовой автоматизации (сервоприводы).

Оптические энкодеры питаются от напряжения 5 В (рисунок 7). Выходные сигналы каналов не требуют подтяжки и имеют уровень TTL /КМОП.

Обзор серии магнитных энкодеров EMS22

Серия EMS22 обладает всеми достоинствами магнитных энкодеров: большим сроком жизни, высокой максимальной частотой вращения, отличной разрешающей способностью (таблица 4).

Таблица 4. Серии бесконтактных магнитных энкодеров Bourns

Существует четыре модификации серии EMS22, отличающиеся типом выходного сигнала.

EMS22Q. Квадратурные энкодеры. На выходе энкодера формируется пара, сдвинутых на 90° прямоугольных сигналов. Максимальное разрешение составляет 512 импульсов на оборот.
EMS22D – энкодеры с выходными сигналами «направление/шаг». Максимальное разрешение составляет 512 импульсов на оборот.
EMS22A. Абсолютные энкодеры. Формируют 10-битный код положения вала. Код передается по последовательному интерфейсу. Возможно каскадирование энкодеров (рисунок 8).
EMS22P. Абсолютные энкодеры с ШИМ-выходом. На выходе формируют ШИМ-сигнал со скважностью, пропорциональной положению вала. Разрядность ШИМ – 10 бит.
Для всех модификаций напряжение питания составляет 5 В, а уровень выходных сигналов – TTL/CMOS.

Стоит особо подчеркнуть, что серии EMS22 созданы в первую очередь для построения MMI-систем. Они обладают всеми необходимыми для таких приложений свойствами:

высокой максимальной частотой вращения до 10 000 оборотов;
большим сроком жизни до 100 миллионов оборотов;
отличной разрешающей способностью;
расширенным диапазоном рабочих температур -40…125°С;
высокой степенью пыле- и влагозащиты IP65.

Благодаря перечисленным качествам, EMS22 могут применяться в широким спектре приложений, таких как управление бесколлекторными двигателями, сервоприводы, промышленные джойстики, робототехника; станки (гильотины, прессы) и так далее.

Не нашли нужный энкодер на нашем сайте?
Обращайтесь по адресу

укажите наименование изделия, количество, контактные данные