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Drehgeber
4
Drehgeber,
Absolutwertdrehgeber,
Standard
4
.1.1
Drehgeber,
Absolutwertdrehgeber
für den Ex-Bereich
4
.1.3
Drehgeber,
Absolutwertdrehgeber
für Sicherheits-Anwendungen
4
.1.2
Drehgeber,
Inkr
ementaldrehgeber
mit Impuls-Ausgängen
4
.2.1
Drehgeber,
Inkrem
entaldrehgeber,
Sinus/Kosinus
4
.2.2
Drehgeber,
Inkrementaldrehgeb
er
für den Ex-Bereich
4
.2.4
Drehgeber,
Inkrementaldrehgeber
für Sicherheits-Anw
endungen
4
.2.3
Drehgeber,
Sicherheits-Geschwindigkeitswä
chter
4
.5
Drehgeber,
Seilzüge
4
.3
Drehgeber,
Zubehör
4
.4
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Anwendungshinweise Sinus/Kosinus-Dreh-
geber
Sinus/Kosinus-Drehgeber sind Inkrementale Drehgeber, welche analoge
Signale anstelle rechteckförmiger Signale an ihren Ausgangsstufen be-
reitstellen. Die Ausgangsspannungen der Kanäle A und B haben einen
sinusförmigen Signalverlauf. Solche sinus- und kosinusförmigen Signale
bieten bei der Weiterverarbeitung in nachgeschalteten Auswerteeinhei-
ten einige Vorteile gegenüber den digitalisierten Signalen eines Inkre-
mentaldrehgebes.
Aus der Periodenanzahl pro Umdrehung und den gemessenen Signalpe-
rioden, kann die Winkellage errechnet werden. Aus der Signalfrequenz
kann die Winkelgeschwindigkeit (w) bestimmt werden. Weiterhin kann
aus der zeitlichen Änderung der Periodendauer die Winkelbeschleuni-
gung berechnet werden.
Drehrichtungserkennung bei Sinus/Cosinus-Drehge-
bern
Diese beiden sinusförmigen Inkrementsignale sind elektrisch um 90°
phasenverschoben. Wie bei den Inkrementaldrehgebern mit Rechteck-
Ausgangsignalen ist so ebenfalls eine Drehrichtungserkennung möglich.
(siehe Bild).
In der oberen Darstellung (cw) eilt der Kanal A dem Kanal B voraus. Dies
bedeutet eine Rechtsdrehung. In der Darstellung ccw ist die Linksdre-
hung dargestellt. Die Drehrichtung wird aus der Sicht des Betrachters auf
den Drehgeberfansch angegeben.
Die eigentliche Messung, genauer die Bewertung (Zählung) der Signal-
perioden, erfolgt in einer zusätzlichen, anlagenseitigen Auswerteeinheit.
Dies können beispielsweise Zähl- und Steuergeräte (SPS) oder Tacho-
meter sein.
Je nach Sinus/Kosinus-Drehgebertyp ist Kanal A oder Kanal B der vor-
eilende Kanal. Details dazu entnehmen Sie bitte den jeweiligen Daten-
blättern.
Nullsignal
Soll nicht nur innerhalb einer Umdrehung detektiert werden, ist ein wei-
teres Signal, welches nur einmal pro Umdrehung erscheint, notwendig.
Dieses Signal (dritter Kanal) wird Nullsignal oder auch Kanal 0 oder Spur
0 genannt. Das Nullsignal wird häufg auch als Referenzsignal verwendet.
Das Referenzmarkensignal für die Nullposition wird ebenfalls in analoger
Form bereitgestellt. Es hat einen etwa dreieckförmigen Spannungsver-
lauf.
Das Bild zeigt den Signalverlauf eines 3-Kanal-Sinus/Kosinus-Drehge-
bers.
1 V pp
1 V pp
A
B
0
2 V p
t
Impulsvervielfachung
Impulsvervielfachung wird zur Erhöhung der Messschritte oder zur Redu-
zierung der Ausgangsfrequenz eines Inkrementaldrehgebers eingesetzt.
Die analogen, phasenverschobenen Signale eines Sinus/Kosinus-Dreh-
gebers können durch Verknüpfung der Kanäle A und B in einer anlagen-
seitigen analogen Auswerteeinheit nahezu beliebig vervielfacht werden.
Zusammenhang zwischen Betriebsdrehzahl und
Ausgangsfrequenz
Siehe Anwendungshinweise Inkrementaldrehgeber.
Eigenschaften von Sinus/Kosinus-Drehgebern
Durch den vergleichsweise fachen, sinusförmigen Signalverlauf an den
Ausgängen eines Sinus/Kosinus-Drehgebers ergeben sich einige vorteil-
hafte Eigenschaften gegenüber Inkrementaldrehgebern mit Impulsaus-
gängen. Diese sind:
• Möglichkeit großer Leitungslängen,
• gute Filtermöglichkeiten gegenüber leitungsgekoppelter Störsignale,
• sehr gute Eignung zur Frequenzvervielfachung ohne Verlust der
Drehrichtungsinformation,
• sehr geringer Phasenjitter,
• sehr gut geeignet zur Überwachung extrem langsamer Bewegungen.
Anwendungshinweise Absolutwert-Drehge-
ber
Bei Absolutgebern werden nicht nur Impulse erzeugt, sondern ganze
Datenworte. Die speziell hierfür ausgelegte Abtastung liest die Position
der Welle aus der Code-Scheibe aus. Je nach Schnittstelle werden die
Datenworte parallel oder seriell übertragen.
Singleturn
Bei Singleturn-Absolutwertdrehgebern wird eine Umdrehung des Ge-
bers (360°) in maximal 65536 Messschritte (16 Bit) unterteilt. Nach jeder
vollen Umdrehung beginnt die Codierung wieder bei ihrem Anfangswert.
Die Geberelektronik erkennt nicht, wie viele Umdrehungen zurückgelegt
werden.
Multiturn
Hier ist zusätzlich zu der wie beim Singleturn codierten Scheibe ein Ge-
triebe integriert. Dieses Getriebe ist derart untersetzt und codiert, dass
bis zu 16384 Umdrehungen (14 Bit) erfasst werden können. Die Ge-
samtaufösung beträgt somit 16 Bit (Singleturn-Aufösung) zuzüglich 14
Bit (Multiturn-Aufösung), insgesamt also 30 Bit. Durch die sich daraus
ergebende hohe Anzahl von Messschritten (über 1 Milliarde) lassen sich
mit dieser Art Geber auch sehr lange lineare Strecken in kleine Mess-
schritte aufteilen.
Schnittstellen
Das Produktportfolio von Pepperl+Fuchs weist für Drehgeber die unter-
schiedlichsten am Markt gängigen Schnittstellen für Absolutwertdrehge-
ber auf:
Parallel-Schnittstelle
Der Schwerpunkt dieser Schnittstelle liegt auf der schnellen Datenüber-
tragung. Die Positionsdaten werden direkt aus der Gray-codierten Maß-
verkörperung ausgelesen.
SSI-Interface
Die Synchron-Serielle-Schnittstelle (SSI) wurde speziell zur Übertragung
von Ausgangsdaten eines Absolutwertdrehgebers an eine Steuerungs-
einrichtung entwickelt. Die Steuerung sendet ein Taktbüschel und der
Absolutwertgeber antwortet mit dem Positionswert.
AS-Interface
Binäre Sensoren werden in modernen Maschinen und Anlagen wei-
testgehend mit dem AS-Interface vernetzt. Um Echtzeitanforderungen
gerecht zu werden wurde mit dem AS-Interface-Drehgeber eine Multi-
Slave-Lösung realisiert.
CAN
Pepperl+Fuchs bietet CANopen-Drehgeber nach DSP406 (Class 1 und
Class 2) an.
DeviceNet
Die Produktpalette wird ergänzt durch DeviceNet-Drehgeber. Die integ-
rierte Schnittstelle unterstützt alle DeviceNet-Funktionen.
PROFIBUS
Die Absolutwertdrehgeber dieser Baureihe entsprechen dem PROFI-
BUS-Profle for encoders, order No. 3.062. Unterstützt wird der Betrieb
nach Class 1 und Class 2.
Drehgeber