انکودر خطی (Linear Encoder)، در فیزیک (Physics)
انواع حسگرها (Sensor) را در آموزش زیر شرح دادیم :
انکودر خطی (Linear Encoder) :
انکودر خطی یک سنسور موقعیت با دقت بالا است که جابجایی خطی را به سیگنال های الکتریکی (معمولا دیجیتال) تبدیل می کند. این سنسورها در ماشین های ابزار دقیق (CNC)، دستگاه های اندازه گیری (CMM)، رباتیک و صنایع نیمه هادی کاربرد گسترده ای دارند. آنها می توانند موقعیت مطلق یا افزایشی را ارائه دهند.
انکودر خطی از دو بخش اصلی تشکیل شده: یک مقیاس (scale) یا خط کش مدرج که روی قسمت ثابت نصب می شود، و یک هد (head) خواننده که روی قسمت متحرک نصب می شود. با حرکت هد روی مقیاس، سنسور تغییرات را تشخیص داده و موقعیت را محاسبه می کند. بر اساس تکنولوژی تشخیص، انکودرها به دو دسته نوری، مغناطیسی، القایی و خازنی تقسیم می شوند.
انکودر خطی نوری (Optical Linear Encoder): رایج ترین نوع با دقت بسیار بالا. مقیاس آن یک خط کش شیشه ای یا فلزی با خطوط بسیار ریز (در حد میکرون) است که به صورت شفاف و مات (یا بازتابنده) حک شده اند. هد شامل یک منبع نور (LED) و یک آرایه از آشکارسازهای نوری (فتودیود) است. با حرکت هد، نور قطع و وصل شده و پالس های دیجیتال تولید می شود. با شمارش پالس ها، جابجایی نسبی به دست می آید. برای تشخیص جهت حرکت، دو مجموعه خطوط با اختلاف فاز ۹۰ درجه (سیگنال های کانال A و B) تعبیه می شود.
\[ \text{وضوح} = \frac{\text{گام خطوط}}{4} \quad \text{(با استفاده از لبه های A و B)} \]انکودر خطی مغناطیسی (Magnetic Linear Encoder): مقیاس آن یک نوار مغناطیسی با قطب های N و S متناوب است. هد شامل سنسورهای مغناطیسی (مانند اثر هال یا MR) است که تغییرات میدان مغناطیسی را تشخیص می دهند. این نوع در برابر آلودگی ها (روغن، گرد و غبار) مقاوم تر از نوع نوری است، اما دقت آن معمولا کمتر است.
انکودر خطی القایی (Inductive Linear Encoder): بر اساس ترانسفورماتور دیفرانسیل متغیر خطی (LVDT) یا اصول مشابه کار می کند. دقت خوب و مقاومت بالا در برابر محیط های خشن دارند. نوع خازنی نیز وجود دارد اما کمتر رایج است.
انکودرهای افزایشی (incremental) پس از قطع و وصل برق، موقعیت قبلی را فراموش می کنند و نیاز به مرجع یابی (home) دارند. انکودرهای مطلق (absolute) یک کد منحصربه فرد برای هر موقعیت دارند و پس از روشن شدن، موقعیت را می دانند. آنها پیچیده تر و گران تر هستند.
کاربردها: ماشین های فرز و تراش CNC، پرینترهای سه بعدی، دستگاه های لیزر، میکروسکوپ های پیشرفته، ربات های اسکارا، و تجهیزات نیمه هادی (ویفرگر). دقت انکودرهای خطی نوری می تواند تا نانومتر نیز برسد. انتخاب انکودر مناسب به نیاز دقت، سرعت، طول اندازه گیری و شرایط محیطی بستگی دارد.
