Que es un encoder y para que sirve
Han existido durante varios años, y a menudo los damos por sentado. Un encoder- también conocido como encoder o generador de pulsos - es un elemento esencial de la tecnología para la industria y el taller. ¿Pero qué es este encoder y para qué sirve?
Un encoder es un dispositivo electromecánico que puede utilizarse para codificar el movimiento mecánico en diferentes tipos de impulsos eléctricos: binario digital, forma de onda analógica, pulsos, etc. Un encoder es, por lo tanto, la interfaz entre un dispositivo mecánico móvil y un controlador.
Encoder: principios de medición
Hay dos tipos principales de codificadores o generadores de impulsos: lineales y rotativos; en cada grupo hay diferentes tipos de codificación (absoluta e incremental) y principios electromecánicos de funcionamiento, que veremos más adelante.
Sensor magnético
Sistema magnético de medición de posición lineal
Sistema magnético de medición de posición lineal
Estos sensores utilizan cinta magnética o un material de retención magnética variable; la posición se determina por medio de cabezas lectoras magnetorresistivas o electromagnéticas.
El principal problema de estos sensores es que, como puede deducirse fácilmente, son susceptibles a fuertes campos magnéticos y, por lo tanto, no se recomiendan en entornos altamente electromotrices como transformadores de alto voltaje o grandes motores cercanos.
Una ventaja es que son muy fiables en la lectura y relativamente baratos. Pueden alcanzar una resolución de micrones.
Sensor óptico
Estos codificadores funcionan con un principio más simple que el magnético: el sensor óptico registra los cambios en la cinta, que pueden codificarse en costumbres, hologramas u otros patrones.
La principal ventaja de este tipo de codificadores es la alta precisión que se puede lograr con ellos, del orden de las décimas de micrón. Otra gran ventaja es que permiten trabajar sin contacto físico entre las partes, lo que las hace adecuadas para aplicaciones en las que se debe evitar la fricción.
Por otro lado, la principal desventaja es la alta susceptibilidad a la suciedad en forma de partículas, por lo que debe garantizarse la estanqueidad del conjunto.
Sensor capacitivo
Este sensor funciona según el principio de medición de la capacidad entre la escala y la cabeza lectora. Dado que la lectura se realiza sin contacto físico, se utiliza principalmente en aplicaciones de medición: instrumentos de medición, escalas, etc.
Su desventaja es que es susceptible a la presencia de contaminantes en la cabeza de lectura o en la balanza, por lo que debe ser sellado herméticamente para asegurar un funcionamiento sin problemas.
Sensor inductivo
Esta tecnología es la más robusta y permite su uso en entornos en los que es imposible aislar el dispositivo de contaminantes como refrigerantes o partículas. Por otro lado, la precisión no es tan alta como con otras opciones.
El sensor de corrientes de Foucault
Este modelo patentado consiste en una escala en la que se disipan los materiales no magnéticos de alta y baja sensibilidad, lo que permite la detección mediante el análisis de los cambios de inductancia en un circuito de corriente alterna.
Este tipo de encoderse utiliza principalmente en los codificadores rotativos.
Codificadores lineales y rotativos
Además de la tecnología utilizada para realizar la medición real, podemos distinguir estos instrumentos en función del tipo de movimiento que permiten: movimiento lineal o rotativo en relación con el eje.
Encoder lineal y rotativo
Además de la tecnología utilizada para hacer mediciones reales, podemos distinguir estos instrumentos según el tipo de movimiento que permiten: movimiento lineal o rotacional en relación con el eje.
Sistema de medición del desplazamiento lineal
Este es el tipo más simple de codificador o generador de impulsos; un claro ejemplo de su existencia son los codificadores digitales, en los que la medición se muestra en una pantalla digital: detrás de la parte móvil (carro) hay un codificador capacitivo, que por interpolación lee la distancia recorrida desde el cero.
Un codificador lineal consiste esencialmente en un módulo fijo y un módulo móvil (el que está conectado a las partes móviles de la máquina a la que está conectado). El módulo fijo contiene el sensor y la electrónica necesarios para detectar, medir y convertir el movimiento en impulsos eléctricos que pueden ser comprendidos por otro circuito digital o analógico.
El módulo de lectura puede utilizar diferentes tecnologías para medir la posición del rayo móvil.
Encoder rotativo
En el caso de estos dispositivos, la lectura se realiza en una placa con un código en la parte delantera que permite una detección muy precisa de la posición angular, que, como veremos más adelante, puede ser relativa o absoluta.
Se utilizan principalmente para controlar máquinas industriales como tornos y husillos de fresado CNC, brazos de robots, control de instrumentos electrónicos (discos), e incluso pueden verse en viejos ratones de ordenador o en algunas bolas de oruga.
Encoder incrementales y absolutos
La forma en que un codificador, lineal o rotativo, detecta el movimiento permite determinar la posición en forma relativa o absoluta.
Detección incremental
Este tipo de codificador detecta el movimiento -y la distancia recorrida- mediante la detección diferencial de dos valores codificados en el área detectada.
La ventaja de este sistema es que es más barato que un codificador absoluto y que permite mantener la misma precisión independientemente de la longitud de la parte móvil; como desventaja, debemos señalar que el sistema de inicialización debe posicionar el codificador en un punto cero predefinido.
Detección absoluta
En este caso, la codificación en la superficie de la parte móvil incluye la posición real de la escala de cero; esto permite conocer la posición del instrumento sin moverlo. Esto es particularmente útil cuando la máquina a la que se suministra la interfaz se reinicia por alguna razón.
La desventaja es que se necesitan más pistas de código para almacenar la información de posición, lo que, al requerir más longitud con la misma precisión, hace que la electrónica requerida sea más cara.
