Rotary encoders: verdraaiingen meten

Hoe werkt een incrementele encoder?

Een incrementele encoder heeft een repeterend patroon. Elke keer als de sensor voorbij een maatstreepje komt, telt hij een piekje verder. Dat betekent dat zo’n encoder heel snel meet en nauwelijks latency vertoont, maar ook dat je direct een meetfout hebt als hij per ongeluk een piekje overslaat.

Hoe werkt een absolute encoder?

Absolute rotary encoders zijn uitgerust met een unieke codering. Er zijn tegenwoordig ook multi-turn absolute encoders beschikbaar die over meerdere rotaties weten waar ze zijn. Absolute encoders hebben meer verwerkingselektronica nodig omdat het uitgangssignaal en de berekening van een absolute positie complexer zijn. Die verwerking kost tijd wat bij snelle terugkoppellussen storend kan zijn. Dat wil niet zeggen dat ze niet geschikt zijn voor hoge toerentallen. 

Op een gegeven moment houden incrementele encoders het namelijk niet meer bij waardoor ze te veel piekjes missen en de meting totaal nutteloos wordt. Zodra het systeem begint af te remmen en nauwkeurige correctie wordt gevraagd, weet een absolute encoder precies waar het systeem is gebleven.

Welke technologie voor jouw toepassing?

Rotary encoders zijn er in vijf basistechnieken: optisch, capacitief, inductief, magnetisch en Hall. Allemaal hebben ze hun eigen voor- en nadelen. Optische encoders zijn heel nauwkeurig en hebben een hoge resolutie. Wel werken ze alleen goed als je ze in een schone omgeving gebruikt, hoewel ze met wat trucjes ook in relatief vuile omgeving kunnen blijven functioneren.

Capacitieve encoders

Capacitieve encoders hebben nauwelijks last van vervuiling in hun omgeving. Deze lichtgewicht variant is interessant voor toepassingen waarbij de massatraagheid van belang is. Capacitieve encoders zijn makkelijk te kalibreren, maar kunnen slecht tegen druppels omdat die het diëlektricum tussen de sensor beïnvloeden.

Inductieve encoders

Inductieve encoders zijn van alle keuzes het minst gevoelig voor vuil. Ook vocht en water beïnvloeden de meting niet. Vaak is dit encodertype daarom de beste optie in veeleisende omgevingen.

Magnetische encoders

Magnetische encoders zijn redelijk goed bestand tegen stof en olie. Het voordeel is dat de codering relatief eenvoudig kan worden aangepast aan de wensen van de gebruiker. Er is een grote maar: deze encoders zijn gevoelig voor magnetische invloeden van buitenaf. Een grote motor in de buurt kan de meting drastisch verstoren en de liniaal zelfs beschadigen.

Hall-sensoren

Hall-sensoren worden veel toegepast in de land- en tuinbouw. Ze meten axiaal de absolute of incrementele rotatie van een draaiende magneet. Omdat het magneetveld overal doorheen gaat, kun je de sensor in een hermetisch gesloten behuizing verpakken waardoor vuil en modder niet in de weg zitten. Hall-sensoren zijn relatief goedkoop, maar zijn enigszins beperkt in de resolutie; een tiende tot een honderdste graad is het maximum. Voor bijvoorbeeld de aansturing van een sproeiboom is dat echter ruim voldoende.