Seçim
Geçirgen ve Yansımalı Enkoder Diskleri: Işık Nereden Geçer?
Geçirgen disk ışığı içinden geçirir; bu nedenle ışık kaynağı ve fotodedektör diskin karşı taraflarında bulunur. Yansımalı disk ışığı geri yansıtır; ışık kaynağı ve dedektör aynı taraftadır. Farklı optik yollar; alt tabaka, okuma kafası, montaj alanı ve yüzey kalitesi için farklı gereksinimler doğurur. Bu makalede iki yapı tek bir karşılaştırma tablosunda ele alınmaktadır.
Optik enkoderlerde bazı okuma kafaları diski arasına alan bir çatala benzer; bazıları ise diskin bir tarafında duran küçük bir karttan ibarettir. Fark, ışığın izlediği yoldadır: Birinde ışık diskten geçer, diğerinde disk ışığı geri yansıtır.
Geçirgen yapı: Işık diskten geçer
Geçirgen yapıda ışık kaynağı ve dedektör diskin karşı taraflarındadır. LED’den çıkan ışık kolimatör lensi ile yaklaşık paralel hâle getirilip diske düşer: Çizgiler ışığı geçirmez, aralarındaki yarıklar geçirir. Diskten geçen ışık ardından tarama ızgarasından geçerek fotodedektöre ulaşır (Şekil 1 sol).
Bu yapının alt tabakadan ilk beklentisi ışığı geçirmesidir. En yaygın olanı cam disklerdir; çizgiler cam üzerine kaplanmış kromdan oluşur. PC diskler de bu gruba girer. Çizgilerin “yeterince siyah” olup olmadığı optik yoğunluk ile ölçülür; örneğin OD 3, ışığın yalnızca %0,1’inin geçtiği anlamına gelir.
Işık tüm diskten geçtiği için alt tabakanın her iki yüzündeki çizik, leke veya kabarcıklar sinyali etkileyebilir; bu nedenle her iki yüz de temiz olmalıdır. Okuma kafası diskin her iki tarafında yer gerektirir; genellikle çatal biçiminde yapılır ya da ışık kaynağı ve dedektör diskin altına ve üstüne ayrı ayrı monte edilir.
Yansımalı yapı: Işık geri döner
Yansımalı yapıda ışık kaynağı ve dedektör diskin aynı tarafındadır, çoğu zaman aynı devre kartı üzerindedir. Işık diske eğik olarak düşer: Yansıtıcı bölgeye çarparsa aynasal olarak dedektöre geri yansır; yansıtmayan bölgeye çarparsa soğurulur veya saçılır (Şekil 1 sağ).
Disk alt tabakasının ışık geçirmesi gerekmez. Paslanmaz çelik gibi metaller yaygındır; cam üzerinde yansıtıcı desen yapılan diskler de vardır. Sinyal kalitesini belirleyen, yansıtıcı ve yansıtmayan bölgeler arasındaki yansıtma oranı farkıdır.
İlginç bir geometrik ilişki vardır: Geometrik optik yaklaşımında nokta ışık kaynağı ile dedektör aynı düzlemde olduğunda, disk deseni dedektör düzlemine yaklaşık 2 kat büyütülerek yansır. Bu nedenle yansımalı okuma kafasında dedektör üzerindeki tarama ızgarasının adımı, disk adımının yaklaşık 2 katıdır; Şekil 1’in sağ tarafı da bu ilişkiye göre çizilmiştir.
Yansımalı yapı disk yüzeyi konusunda daha seçicidir. Yansıtıcı yüzey bir açıyla eğilirse yansıyan ışın bu açının iki katı kadar sapar; örneğin 0,1° eğim ışını 0,2° saptırır. Yüzeydeki parmak izi ve yağ filmi yansıtma oranını doğrudan değiştirir. Bu yüzden düzlemsellik, temizlik ve okuma aralığı iyi kontrol edilmelidir.
İki yapının karşılaştırması
| Konu | Geçirgen | Yansımalı |
|---|---|---|
| Işık kaynağı ve dedektör | Diskin karşı taraflarında | Diskin aynı tarafında |
| Disk alt tabakası | Işık geçirmeli: cam, PC | Işık geçirmesi gerekmez: genellikle metal, cam da olabilir |
| Desen kontrastının kaynağı | Geçiren / geçirmeyen (optik yoğunluk) | Yansıtan / yansıtmayan (yansıtma oranı farkı) |
| Okuma kafası | Çatal veya ayrık, her iki tarafta yer gerekir | Tek kart, tek taraflı montaj |
| Eksenel boyut | Görece büyük | İnce yapmak kolay |
| Özellikle dikkat | İki yüzün temizliği; opak katman yeterince siyah mı | Yüzey yansıtma oranı, düzlemsellik, aralık |
Hangisi nerede kullanılır
Geçirgen cam diskler yüksek doğruluk ve yüksek çizgi sayısı sunar; yüksek çözünürlüklü servo motor enkoderlerinde ve açı ölçümünde yaygındır.
Yansımalı metal diskler darbe ve titreşime dayanıklıdır ve ince yapılabilir. Eksenel alanı dar veya titreşimi yüksek cihazlar ile disk ve okuma kafasının ayrı tedarik edilip kullanıcı tarafından monte edildiği modüler enkoderler için uygundur.
Bunlar yaygın eşleşmelerdir, kesin sınırlar değildir. Seçim ayrıca çözünürlük, montaj alanı, ortam ve maliyete bağlıdır; kararın tasarımın erken aşamasında disk üreticisi ve okuma kafası çözümü ile birlikte verilmesini öneririz.
Özet
Geçirgen disk ışığı içinden geçirir, ışık kaynağı ve dedektör karşı taraflardadır ve alt tabaka ışık geçirmelidir. Yansımalı disk ışığı geri yansıtır, ışık kaynağı ve dedektör aynı taraftadır; yapı daha incedir ancak disk yüzeyinin durumuna daha duyarlıdır. Işığın nereden geçtiğini bilmek, diskin hangi parametrelerinin özellikle kontrol edilmesi gerektiğini de gösterir.
Çince orijinal makalenin çevirisi (0013). ENC7 – enkoder diski üreticisi (teklif) · Teknik makaleler · https://enc7.com
© Langfang Jingzheng Optoelectronic Technology Co., Ltd. Tüm hakları saklıdır. Bu makale yapay zekâ desteğiyle hazırlanmıştır.