Omówić zasadę działania różnicowego czujnika(przetwornika) optycznego do pomiaru względnego kąta obrotu, który służy jednocześnie do określania kierunku obrotu.

Zasada działania polega na wysyłaniu wiązki promieni świetlnych przez nadajnik oraz na odbieraniu jej przez odbiornik(czujnik odbierający sygnał świetlny). Czujnik ten reaguje na obiekty przecinające wiązkę światła pomiędzy nadajnikiem a odbiornikiem lub na wiązkę odbitą od obiektu
. Kiedy czujnik odbierze sygnał świetlny od nadajnika generuje impuls elektryczny. Liczba impulsów generowanych w czasie jest proporcjonalna do wartości kąta obrotu(odpowiada położeniu dysku).

Metoda oparta o zliczanie pojedynczych zdarzeń (impulsów elektrycznych) gdzie kolejne zarejestrowane zdarzenie wyznacza przyrost drogi (kąta). W celu określenia położenia absolutnego konieczne wyznaczenie położenia odniesienia (punkt zerowy)..

Za pomocą odpowiedniej siatki odczytującej i dwóch fotoodbiorników wytwarzane są dwa sygnały przesunięte w fazie względem siebie o 90^o co pozwala na odczyt kierunku ruchu.

W lewo

W prawo

Czujnik optyczny -Zasada działania polega na wysyłaniu wiązki promieni świetlnych przez nadajnik oraz na odbieraniu jej przez odbiornik. Czujnik ten reaguje na obiekty przecinające wiązkę światła pomiędzy nadajnikiem a odbiornikiem lub na wiązkę odbitą od obiektu.

Przetwornik obrotowo impulsowy

Przetwornik obrotowo impulsowy (przyrostowy) jest przetwornikiem optycznym który bezpośrednio przetwarza kąt obrotu wałka na postać cyfrową (liczbę impulsów). Składa się on z wałka na sztywno sprzężonego z tarczą obrotową. Na tarczy znajdują się pierścienie z naprzemiennie naniesionymi segmentami które przepuszczają lub nie przepuszczają światło. Światło pochodzące od diody LED lub innego źródła przechodząc przez przezroczyste segmenty tarczy pada na fotoogniwa. Napięcie z fotoogniw jest przekształcane na sygnały logiczne.

Encodery przyrostowe są tańsze ale niestety każdorazowe wyłączenie zasilania

powoduje utratę informacji o kącie położenia wału i system musi być ponownie

zerowany.

Przetwornik kodowy (Absolute Encoder)

Przetworniki te są podobne w budowie do przetworników przyrostowych jednak w tym przypadku stosuje się tarczę obrotową dla każdego bitu wyjściowego słowa cyfrowego. Na tarczach naniesiony jest kod Graya dla uniknięcia niejednoznaczności. W wewnętrznym układzie elektronicznym wyjściowy sygnał cyfrowy w kodzie Graya zamieniany jest na kod binarny.

Nadajniki wartości absolutnej kąta - resolwery Resolwery optyczne - składają się z tarczy szklanej z kilkoma współosiowo umieszczonymi ścieżkami z jasnymi i ciemnymi polami.

Ścieżki te są odczytywane przez promieniowo usytuowane bramki świetlne (fotoelementy). Liczba ścieżek ustala rozdzielczość resolwera. Za pomocą n ścieżek można zakodować 2ⁿ położeń. Ostateczny zakres i rozdzielczość wynika z zastosowanych przełożeń mechanicznych (np. kilka tarcz związanych poprzez przekładnie mechaniczne o przełożeniach równych rozdzielczości każdej z nich).

Inkrementalne metody pomiarowe Metody oparte o zliczanie pojedynczych zdarzeń (impulsów elektrycznych) gdzie kolejne zarejestrowane zdarzenie wyznacza przyrost drogi (kąta). W celu określenia położenia absolutnego konieczne wyznaczenie położenia odniesienia. Enkoder optyczny - podobna budowa do resolwera ale tylko jedna tarcza z jedną ścieżką z równooddalonymi szczelinami.

Za pomocą odpowiedniej siatki odczytującej i dwóch fotoodbiorników wytwarzane są dwa sygnały przesunięte w fazie względem siebie o 90^o co pozwala na odczyt kierunku ruchu.

Aby inkrementalnemu wynikowi pomiaru przypisać wartość absolutną położenia należy ustalić punkt odniesienia (punkt zerowy).

---