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Reflektiver Encoder: Allrounder für integrierte Absolut-Encoderlösungen

Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Hendrik Härter

Mit der speziellen Encoder-Chip-Serie iC-PZ lassen sich zu vermessende Objekte per blauer LED und integrierter Regelung gleichmäßig ausleuchten. Es lassen sich individuelle Messsysteme entwickeln.

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Optischer Encoder: In die Serie iC-PZ ist eine blaue LED integriert, deren kurzwelliges blaues Licht für eine scharfe 
Abbildung des Messobjektes sorgt.
Optischer Encoder: In die Serie iC-PZ ist eine blaue LED integriert, deren kurzwelliges blaues Licht für eine scharfe 
Abbildung des Messobjektes sorgt.
(Bild: iC-Haus)

Die Reflexiv-Encoder-Chips aus der iC-PZ Series von iC-Haus sind in einem Gehäuse mit 5 mm x 5 mm verbaut. Eine blaue LED sorgt dank integrierter Regelung für eine gleichmäßige Ausleuchtung. Zwei photosensitive Sensorelemente tasten die an der Maßverkörperung reflektierten Lichtstrahlen ab. Das kurzwellige blaue Licht sorgt dabei für eine besonders scharfe Abbildung. Die absolute Positionsinformation wird aus der Projektion eines Pseudo-Random-Codes extrahiert. Eine zweite Spur mit äquidistanten Inkrementen liefert Sinus- und Cosinus-Signale, die der integrierte Sinus-Digital-Wandler feiner auflöst.

Mit den Informationen aus beiden Spuren löst der Encoder-Baustein die Position einer Codescheibe mit einem Durchmesser von 26 mm mit 22 Bit auf. Das entspricht über vier Millionen Winkelwerten pro Umdrehung.

Sensorplattform passt sich an

Der Encoder-Chip lässt sich als eine universelle Sensorplattform bezeichnen, die sich den Abmessungen der Maßverkörperung anpasst und nicht mehr umgekehrt. Die zum Patent angemeldete FlexCode-Technik erlaubt es Messsysteme zu entwickeln, die mit individuellen Scheibendurchmessern von wenigen Millimetern bis zu meterlangen Linearskalen mit nur zwei Chipvarianten realisiert werden können.

Die Hardware muss nicht angepasst werden. Zusammen mit der FlexCount-Technik lässt sich die Auflösung der Quadratursignale frei programmieren. Am Ausgang steht eine beliebige Kombination aus drei der fünf Schnittstellen ABZ, Sin/Cos, UVW, SPI und BiSS/SSI zum parallelen Betrieb bereit. Sensoren der iC-PZ-Serie sind vielseitig einsetzbar, sodass auf deren Basis ganze Produktfamilien entstehen können. Der Entwicklungsaufwand sinkt und die Produktion sowie Logistik beim Anwender wird entlastet.

Anwendungen mit geringem Bauraum

In linearen oder rotativen Messsystemen bietet sich die Serie iC-PZ nicht nur für klassische Anbau-Encoder an. Vor allem integrierte Encoder-Anwendungen für Robotik und Automatisierung mit geringem Bauraum und gleichzeitig hohen Absolutgenauigkeiten profitieren von der reflexiven Technik. Aufgrund des linsenlosen Designs sind Aufbauhöhen von wenigen Millimetern möglich. Gleichzeitig garantieren hohe Justagetoleranzen von bis zu ±0,5 mm tangential und ±0,4 mm radial relativ zur Maßverkörperung sowie ein grober Arbeitsabstand um 1,5 mm eine einfache Montage.

Dank der cleveren Signalaufbereitung wird bis in den Grenzbereich hinein eine hohe Messqualität mit der Sensorplattform garantiert. Eine kontinuierliche Signalkorrektur während des Messvorgangs kompensiert Temperatur und dynamische Effekte, wie Vibration und Höhenschlag, und kann während des laufenden Betriebs zugeschaltet werden. Die Exzentrizität der Codescheibe wird on-Chip ermittelt, um einen Messfehler weitgehend zu eliminieren.

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