ساختار انکودر نوری
انکودرهای نوری معمولاً از اجزای زیر تشکیل شده‌اند:
دیسک کدگذاری شده: این دیسک شفاف یا نیمه‌شفاف از موادی مانند شیشه یا پلاستیک ساخته شده و دارای الگوهای کدگذاری‌شده‌ای است که موقعیت‌ها را تعیین می‌کند.
منبع نور: اغلب از یک دیود نورانی (LED) به عنوان منبع نور استفاده می‌شود.
حسگر نوری: حسگرهای فتوالکتریک یا آرایه‌های نوری برای شناسایی تغییرات در الگوی دیسک و تبدیل آن به سیگنال الکتریکی به کار می‌روند.
واحد پردازش سیگنال: سیگنال‌های دریافتی از حسگر نوری را پردازش کرده و به سیگنال‌های دیجیتال یا آنالوگ قابل‌استفاده در سیستم‌های کنترلی تبدیل می‌کند.
نحوه عملکرد انکودر نوری
عملکرد انکودرهای نوری بر پایه اصل شناسایی تغییرات نوری است. هنگام چرخش دیسک، نور از قسمت‌های شفاف عبور کرده و توسط حسگر نوری شناسایی می‌شود. الگوهای کدگذاری‌شده روی دیسک تعیین‌کننده موقعیت زاویه‌ای یا خطی هستند.
این انکودرها معمولاً در دو نوع اصلی طراحی می‌شوند:
انکودر نوری افزایشی (Incremental Optical Encoder): سیگنال‌هایی به صورت پالس‌های متوالی تولید می‌کند و برای اندازه‌گیری سرعت و جهت مناسب است.
انکودر نوری مطلق (Absolute Optical Encoder): موقعیت دقیق و یکتای محور را با استفاده از کدگذاری خاص در هر لحظه ارائه می‌دهد.
مزایای انکودر نوری
دقت بالا: توانایی اندازه‌گیری موقعیت‌ها با دقت میکرومتری.
ایمنی در برابر نویز: کمترین حساسیت به نویزهای الکترومغناطیسی.
سرعت پاسخگویی: عملکرد سریع حتی در سرعت‌های بالا.
تنوع طراحی: موجود در انواع افزایشی و مطلق.
محدودیت‌های انکودر نوری
حساسیت به آلودگی: گرد و غبار یا آلودگی روی دیسک یا حسگر می‌تواند عملکرد انکودر را مختل کند.
هزینه بالاتر: نسبت به انکودرهای مغناطیسی هزینه تولید بیشتری دارد.
نیاز به نگهداری دقیق: برای حفظ دقت و کارایی، باید در محیط‌های تمیز و کنترل‌شده استفاده شود.
کاربردهای انکودر نوری
انکودرهای نوری به دلیل دقت و سرعت بالا در صنایع مختلف به کار گرفته می‌شوند. برخی از کاربردهای رایج عبارت‌اند از:
ماشین‌آلات CNC: کنترل دقیق موقعیت ابزارها و محورهای ماشین.
رباتیک: تعیین موقعیت و حرکت دقیق بازوهای رباتیک.
سیستم‌های حمل‌ونقل: اندازه‌گیری موقعیت و سرعت قطارها و تجهیزات ریلی.
تلسکوپ‌های نجومی: تعیین موقعیت دقیق آینه و لنزها.
تجهیزات پزشکی: استفاده در دستگاه‌های جراحی رباتیک و تصویربرداری پزشکی.
جمع‌بندی
انکودرهای نوری به عنوان یکی از دقیق‌ترین و پیشرفته‌ترین ابزارهای اندازه‌گیری موقعیت و حرکت، نقش حیاتی در صنایع مختلف دارند. با وجود هزینه‌ی بالاتر و نیاز به نگهداری خاص، مزایای فراوان این انکودرها، آن‌ها را به انتخابی ایده‌آل برای کاربردهای پیشرفته و حساس تبدیل کرده است. در نهایت، انتخاب صحیح نوع انکودر نوری می‌تواند تأثیر چشمگیری بر دقت و کارایی سیستم‌های کنترلی داشته باشد.
ترجمه و جمع آوری:
