ما هو التشفير الدوار المطلق؟

في عالم الأتمتة الحديثة والتكنولوجيا الصناعية ، أصبحت المشفرات مكونات لا غنى عنها تدفع الدقة والكفاءة والموثوقية. سواء كانت الروبوتات أو آلات CNC أو المصاعد أو توربينات الرياح ، تضمن عمليات الترميز تتبعًا دقيقًا للموضع والتحكم في الحركة. من بين أنواع مختلفة من المشفرات ، يبرز المشفر الدوار المطلق لقدرته على توفير بيانات موضعية فريدة ، حتى بعد فقدان الطاقة. مع استمرار الصناعات في إعطاء الأولوية للأتمتة ، فإن الطلب على تكنولوجيا استشعار الموقف الأكثر ذكاءً وأكثر قوة وأكثر دقة في ارتفاع.

تتحول هذه المقالة إلى عالم الترميزات الدوارة المطلقة ، واستكشاف أنواعها ، ومبادئ العمل ، والبدائل ، وكيفية مقارنتها مع غيرها من المشفرات الشائعة الاستخدام. كما أنه يحلل أحدث الاتجاهات ويوفر بيانات شاملة لتوجيه المستخدمين في فهم واختيار المشفر المناسب لتطبيقاتهم.

ما هو التشفير الدوار المطلق؟

المشفر الدوار المطلق هو نوع من التشفير الذي يوفر رمزًا رقميًا فريدًا لكل موضع رمح. على عكس المشفرات المتزايدة التي توفر فقط بيانات الحركة النسبية ، توفر المشفرات المطلقة إخراجًا محددًا يتوافق مع زاوية معينة من الدوران. هذا يعني حتى لو فقدت الطاقة أو إعادة تشغيل النظام ، يمكن للتشفير استئناف تشغيل من الموضع الدقيق الذي سجله آخر مرة. هذه الميزة تجعلها مثالية لتطبيقات السلامة الحرجة والدقة.

تعمل عمليات الترميز الدوارة المطلقة من خلال قراءة قرص مشفر متصل بالعمود الدوار. يحتوي القرص على سلسلة من المسارات التي يقرأها أجهزة الاستشعار البصرية أو المغناطيسية أو السعة. يتوافق كل موضع على القرص مع رمز ثنائي أو رمادي فريد ، مما يضمن عدم وجود وضعين يشاركان نفس الرمز.

الميزات الرئيسية لعمليات الترميز الدوارة المطلقة:

• إخراج فريد لكل موضع رمح

• لا حاجة للوجود إلى الزميل أو إعادة المعايرة بعد فقدان الطاقة

• ردود الفعل عالية الدقة

• متوفر في تكوينات منعطف واحد ومتعددة

في أنظمة مكافحة الحركة الحديثة ، تفضل أجهزة التشفير المطلقة لموثثتها ، وخاصة في البيئات التي يجب الحفاظ على بيانات الموضع أثناء عمليات الإغلاق أو إعادة التشغيل أو فشل الطاقة غير المتوقع.

أنواع التشفير المطلق

الترميز الدوار المطلق

يشفر الترميز الدوار المطلق على وجه التحديد الموضع الدوراني. عادةً ما يتم تثبيت هذه الأجهزة على محرك أو رمح وتستخدم في التطبيقات التي تكون فيها التغذية المرتدة الزاوية الدقيقة ضرورية. يمكن أن تكون هذه المشفرات بصرية أو مغناطيسية أو سعة ، اعتمادًا على تقنية الاستشعار المستخدمة.

• تستخدم المشفرات الدوارة البصرية مصدرًا للضوء ومؤثر ضوئي لقراءة نمط من الأجزاء الشفافة والمعتمة على قرص دوار. هذه توفر دقة ودقة عالية ولكن قد تكون حساسة للغبار والاهتزاز.

• تستخدم المشفرات الدوارة المطلقة المغناطيسية الحقول المغناطيسية لاكتشاف الموضع ومقاومة للغاية للتلوث والرطوبة والاهتزاز ، مما يجعلها مناسبة للبيئات القاسية.

• تقيس المشفرات الدوارة المطلقة بالسعة التغيرات في السعة بين العناصر الدوارة والثابتة لتحديد الموضع. فهي مضغوطة ، موفرة للطاقة ، وتناقص من التداخل المغناطيسي.

الترميز الخطي المطلق

بينما تقيس المشفر الدوار الموضع الزاوي ، فإن المشفرات الخطية المطلقة تقيس الإزاحة المستقيمة. يتم استخدام هذه المشفرات في آلات CNC ، وآلات القياس الإحداثي (CMMS) ، وتطبيقات قياس الدقة الأخرى.

إنها تعمل بشكل مشابه لتشفيرات الدوران ولكنها تستخدم مقياسًا خطيًا بدلاً من قرص دوار. يحتوي المقياس الخطي على رمز فريد في كل موضع ، يقرأه رأس المستشعر. يتيح ذلك للنظام تحديد الموضع الخطي الدقيق دون الحاجة إلى الانتقال إلى نقطة مرجعية.

multiturn المطلقة الترميز

يمتد المشفرات المطلقة المتعددة من قدرات المشفر المنعطف عن طريق حساب عدد الدورات الكاملة بالإضافة إلى قياس الزاوية داخل منعطف واحد. يتم تحقيق ذلك من خلال أنظمة التروس الميكانيكية أو الإلكترونية الداخلية التي تتعقب ثورات كاملة متعددة.

مزايا الترميزات المتعددة:

• تتبع موضع رمح على عدة دورات

• ضروري لتطبيقات مثل المفاصل الآلية والمصاعد وتوربينات الرياح

• يلغي الحاجة إلى عدادات خارجية أو وحدات الذاكرة

تكون هذه المشفرات مثالية عندما تحتاج حركات كبيرة أو دورات متعددة إلى تعقبها بدقة دون فقدان بيانات الموضع عبر دورات الطاقة.

بدائل التشفير المطلقة الأخرى

المحللين

RESOLARS هي أجهزة تمثيلية تقوم بتحويل موضع العمود الميكانيكي إلى إشارات كهربائية. وهي تتكون من دوار وجد ، باستخدام الحث الكهرومغناطيسي لقياس الزاوية.

Resolvers vs Encoders:

تكون المحددات متينة للغاية ويمكن أن تعمل في درجات حرارة قاسية ، ولهذا السبب غالبًا ما تستخدم في التطبيقات الفضائية والتطبيقات العسكرية حيث تكون الترجمة حاسمة.

مقاييس الجهد

مقياس الجهد هو مستشعر موضع بسيط يغير المقاومة بناءً على الإزاحة الزاوية أو الخطي للعمود أو شريط التمرير. على الرغم من أنها ليست دقيقة مثل التشفير ، فهي غير مكلفة وسهلة التنفيذ.

مقاييس الجهد مقابل الترميز:

• مقاييس الجهد التناظرية ويمكن أن تلبس مع مرور الوقت بسبب الاتصال الميكانيكي.

• تكون المشفرات ، كونها رقمية ولا تتواصل في كثير من الأحيان (بصري أو مغناطيسي) ، أكثر متانة ودقة.

أجهزة قياس الجهد مناسبة لمهام تحديد المواقع الأساسية حيث تكون التكلفة قيدًا ، ودقة عالية غير مطلوبة.

الترميز الخطي

توفر المشفرات الخطية ملاحظات على الموقف على طول مسار خطي. يمكن أن تكون تدريجية أو مطلقة ، وتستخدم في أدوات الآلات ، وتصنيع أشباه الموصلات ، وأدوات القياس.

تعد المشفرات الخطية المطلقة أمرًا بالغ الأهمية في التطبيقات التي يجب أن يُعرف فيها الموضع مباشرة بعد بدء التشغيل ، دون تسلسل Homing.

تطبيقات المشفرات المطلقة

يتم استخدام المشفرات المطلقة عبر العديد من الصناعات بسبب موثوقيتها ودقتها. فيما يلي بعض التطبيقات الرئيسية:

• الروبوتات : للحصول على ردود الفعل في الموقف المشترك والتحكم الدقيق للحركة.

• آلات CNC : ضمان وضع الأدوات الدقيقة والتكرار.

• المعدات الطبية : في آلات التصوير بالرنين المغناطيسي والروبوتات الجراحية والأجهزة التشخيصية.

• الطيران : لأنظمة التحكم في الطيران وتحديد المواقع الأقمار الصناعية.

• الطاقة المتجددة : في تعديل زاوية شفرة التوربينات الريفية وأنظمة تتبع الطاقة الشمسية.

• المصاعد والمصاعد : لمراقبة والتحكم في موضع السيارة وسرعة.

• السيارات : في السيارات الكهربائية وأنظمة التوجيه.

• آلات التغليف : لمزامنة عمليات القطع والختم والتوصيل.

تحليل البيانات: اختيار التشفير حسب الصناعة (2024)

المشفرات المطلقة مقابل المشفرات الإضافية

يعد فهم الفرق بين المشفرات المطلقة والمتزايدة أمرًا بالغ الأهمية عند اختيار جهاز ملاحظات الموضع.

تعتبر أجهزة التشفير الإضافية مثالية للتطبيقات التي تكون فيها التكلفة مصدر قلق وإعادة التقييد مقبولة ، مثل أحزمة النقل أو التحكم البسيط في المحرك. تفضل أجهزة التشفير المطلقة حيث تكون سلامة النظام ووقت التشغيل أمرًا بالغ الأهمية.

خاتمة

يعد المشفر الدوار المطلق عنصرًا حيويًا في عالم اليوم الذي يحركه الدقة. مع ظهور الأتمتة والروبوتات والتصنيع الذكي ، لم تكن الحاجة إلى ملاحظات دقيقة وموثوقة على الإطلاق أعلى. توفر المشفرات المطلقة فوائد لا مثيل لها من حيث الاحتفاظ بالبيانات والدقة والقدرة على التكيف عبر الصناعات المتنوعة.

مع تطور التقنيات ، نرى تحولًا نحو تصميمات تشفير أكثر إحكاما وفعالية في الطاقة وذكية. أصبح التكامل مع أنظمة إنترنت الأشياء والتشخيص المتقدم والاتصالات اللاسلكية ميزات سائدة. يعكس هذا النمو الاعتماد المتزايد على أجهزة التشفير في بيئات الصناعة 4.0.

بالنسبة للمهندسين ، وأخصائيي الأتمتة ، والمطورين ، يمكن فهم الفروق الدقيقة بين أنواع مختلفة من المشفرات - وخاصة المطلقة مقابل التزايدية - كل الفرق في أداء النظام والموثوقية.

الأسئلة الشائعة

س 1: ما هي الميزة الرئيسية لمشفر الدوران المطلق على تشفير تدريجي؟
ج : الميزة الرئيسية هي أنها توفر بيانات موضع فريدة لكل زاوية عمود ، مما يسمح لها بالاحتفاظ بمعلومات الموضع الدقيقة حتى بعد فقدان الطاقة.

Q2: هل يمكن استخدام المشفرات المطلقة في البيئات الخارجية أو القاسية؟
ج : نعم. إن الترميزات المطلقة المغناطيسية والسعة مناسبة تمامًا للظروف القاسية بسبب مقاومتها للغبار والرطوبة وتغيرات درجات الحرارة.

س 3: كيف تتعقب أجهزة التشفير المطلقة متعددة الثورات المتعددة؟
ج : يستخدمون التروس الداخلي (الميكانيكية أو الإلكترونية) لحساب عدد المنعطفات الكاملة بالإضافة إلى الموضع الزاوي داخل دوران واحد.

س 4: هل ترميزات الدوارة المطلقة باهظة الثمن؟
ج : إنها عمومًا أغلى من أجهزة التشفير أو أجهزة قياس الجهد ، لكن موثوقيتها ودقتها غالبًا ما تبرر التكلفة في التطبيقات الهامة.

س 5: ما هو الدقة النموذجية للمشفر المطلق؟
ج : تتراوح القرارات النموذجية من 10 بت (1024 مواقع) إلى 24 بت (أكثر من 16 مليون وظيفة) ، اعتمادًا على التطبيق.

س 6: هل يمكنني استبدال محلول مع تشفير مطلق؟
ج : نعم ، لكنه يعتمد على التطبيق. توفر المشفرات المطلقة الإخراج الرقمي وقد تتطلب تغييرات في سلسلة معالجة الإشارات.

س 7: كيف يمكنني اختيار المشفر المناسب لتطبيقي؟
ج : النظر في عوامل مثل القرار والظروف البيئية ونوع الإخراج والتكلفة. استخدم جداول مقارنة التطبيق أعلاه لتوجيه قرارك.