Precyzyjne monitorowanie pozycji i prędkości maszyn oraz systemów

W wielu sektorach przemysłu informacje dotyczące położenia i prędkości są kluczowe dla określenia aktualnego stanu urządzeń lub systemów.

Na rynku dostępna jest szeroka gama czujników umożliwiających pomiar tych parametrów. Różnią się one specyfikacją techniczną oraz charakterystyką działania, co sprawia, że istotne jest dobranie odpowiedniego czujnika, spełniającego wymagania danej aplikacji.

Niniejszy artykuł przedstawia dostępne rozwiązania, oferując przykłady najlepiej dostosowane do różnych typów zastosowań. Analiza została podzielona na dwie kategorie – podział według rodzaju ruchu oraz według typu pomiaru.

Rodzaj Ruchu

1) Ruch obrotowy
Pierwszą częścią analizy jest klasyfikacja ruchu, który może być mierzony. Ruch ten zazwyczaj dzieli się na liniowy i obrotowy. Ruch Obrotowy (rotacyjny) występuje, gdy element obraca się wokół własnej osi. Przykłady obejmują mechaniczne ramiona lub zawory silnikowe. Zwykle mierzonym parametrem jest kąt..

• Ruch jednoobrotowy to ruch ograniczony do 360°. W takim przypadku mierzy się orientację względem osi odniesienia. Do pomiaru tego typu ruchu stosuje się enkodery absolutne jednoobrotowe lub inklinometry. Inklinometry cechują się możliwością montażu w dowolnej pozycji, bez konieczności instalacji na osi obrotu. Dzięki niewielkim rozmiarom sprawdzają się tam, gdzie przestrzeń jest ograniczona. Z kolei enkodery jednoobrotowe montuje się bezpośrednio na wałku maszyny, oferując wyższą precyzję i odporność na warunki środowiskowe.

• Ruch wieloobrotowy obejmuje więcej niż jeden obrót. Mierzy się wówczas nie tylko kąt i prędkość, ale również liczbę obrotów. Do takich pomiarów używa się enkoderów absolutnych wieloobrotowych.

2) Ruch Liniowy (Translacyjny) Ruch translacyjny odbywa się wzdłuż osi, równolegle do niej, i jest określany w jednostkach długości.

• Czujniki linkowe (Draw Wire) to czujniki składają się z enkodera obrotowego i adaptera przekształcającego ruch liniowy na obrotowy. Linka nawijana na bęben umożliwia dokładny pomiar. Choć rozwiązanie to jest bardzo wszechstronne, jego zastosowanie może być ograniczone przez rozmiar obudowy i konieczność prowadzenia linki.
• Koła pomiarowe Koła pomiarowe montowane są na wałach czujników obrotowych. Ruch zewnętrznej krawędzi koła generuje obrót wału, co pozwala na pomiar liniowy. Są szczególnie przydatne w przypadku przenośników taśmowych lub tam, gdzie ruch jest ciągły.

Rodzaj Pomiaru

W artykule przedstawiono również różne typy urządzeń pomiarowych oraz ich kluczowe cechy, które należy wziąć pod uwagę przy wyborze.

• Pomiar Inkrementalny. Ten rodzaj pomiaru odnosi się do zmian położenia względem pozycji początkowej. Stosuje się go w aplikacjach wymagających jedynie informacji o prędkości lub względnym przemieszczeniu. Enkodery inkrementalne są tańsze i bardziej kompaktowe, co czyni je odpowiednimi do prostszych zastosowań.
• Pomiar Absolutny. Wymaga określenia dokładnej pozycji względem stałego punktu odniesienia. Enkodery i inklinometry absolutne zapewniają pomiar pozycji nawet po odłączeniu zasilania. Choć bardziej zaawansowane technologicznie i droższe, oferują większą niezawodność.

Wybór odpowiedniego czujnika położenia wymaga analizy rodzaju ruchu i pomiaru, które są kluczowe dla funkcjonowania systemu sterowania. Produkty POSITAL oferują szeroki wachlarz rozwiązań, wspierając projektowanie i wdrażanie skutecznych rozwiązań pomiarowych.