مبدل های موقعیت نوری
مبدل های نوری-افزایشی و مطلق
دو نوع از اصلي ترین مبدل هاي نوري، مبدل افزايشي (Incremental) و مبدل مطلق (Absolute) می باشند.
1.مبدل نوري مطلق
مبدل نوري مطلق براي هر وضعيت (موقعيت) شفت، يك جمله (كد) منحصر به فرد توليد مي كند. كد خروجي با توجه به شکل موجود بر روي ديسك و تعدادی زوج آشكار كننده نوري، ايجاد مي گردد.
خروجي آشكار كننده هاي نوري، بسته به كد موجود برروي ديسك، روشن (صفر) يا خاموش (يك) می شود.
معمولاً مبدل هاي نوري مطلق در مواردي كه وسيله مورد اندازه گيري به مدت طولاني، بي حركت و يا با سرعت كم باشد (مثل تلسكوپ، جرثقيل و يا آنتن)، کاربرد دارد.
مبدل هاي نوري مطلق با كدهاي بسیار گوناگونی کار می کنند. اما متداول ترين این كدها، کد گري (Gray)، كد باينري و يا كد BCD مي باشند.
2. مبدل نوري افزایشی
مبدل هاي نوري افزايشي در زمانی كه شفت به مقدار تعيين شده اي مي چرخد، يك پالس توليد مي كند. اين مبدل يك سري پالس با فواصل مكانيكي مساوي و مشخص تعیین شده را توسط حد تشخيص (رزولوشن) مورد نياز، توليد مي كند.
به عنوان مثال، با مبدلی كه داراي 1000 قسمت باشد، مي توان با دقت 36/0 درجه، وضعيت شفت را تشخيص داد. در اين مبدل، 100 پالس، معادل 36 درجه و 150 پالس، معادل 54 درجه خواهد بود. تعداد پالس در هر دور، محدود به فواصل خطوط فيزيكي و كيفيت نور فرستنده است.
نوع ساده تر مبدل نوري افزايشي، مبدل تاكومتر است. گاهي اوقات مبدل “تاكومتر” را مبدل نوري “تك فاز” يا “تك شيار” مي نامند چون فقط يك خروجي دارد و با آن نمي توان جهت را تشخيص داد. نمونه ای از شكل موج خروجي و شيارهاي آن، در شكل زير دیده می شود:
اطلاعات مربوط به سرعت را مي توان با توجه به فاصله زماني بين پالس ها و يا تعداد پالس ها در يك محدوده زماني مشخص به دست آورد. وقتي فاصله زماني بين پالس ها را مورد استفاده قرار می گیرد، مبدل بايد توانایی اعمال دقت کافی در فاصله بين لبه تا لبه را داشته باشد.
اغلب مبدل هاي افزايشي، دو كانال خروجي دارند به صورتی كه سيگنال های خروجي اين دو كانال، 90 درجه با يكديگر اختلاف فاز دارند. شكل زير نمونه ای از اين نوع مبدل را نمایش مي دهد:
اين مبدل، توانایی تشخيص جهت حركت با توجه به تقدم و يا تاخر اين دو كانال با يكديگر را دارا است. اگر مبدل يك كاناله در روي لبه بايستد، موجب ایجاد خطا در شمارش می شود.
به این دلیل که لرزش، باعث عقب و جلو رفتن لبه می شود، شمارنده با هر لبه به صورت افزایشی برخورد کرده آن را مورد شمارش قرار خواهد داد. گرچه سيستم ثابت به نظر مي رسد. با استفاده از مبدل دو كاناله حتي در چنين حالتي با ملاحظه وضعيت كانال ديگر، مي توانيم از خطا جلوگيري و جهت صحيح را نيز تشخيص دهيم.
به محض اين كه سيگنال درجه بندی (Quadrature Signal) آشكار شود مي توانيم پالسی با پهناي ثابت و مشخص و تغيير لبه معين در خلال يك سيكل ايجاد نماييم. اين پالس ها مي توانند توسط دو خط خروجي در خلاف يكديگر به يك شمارنده بالا-پايين و يا پورت ورودي قابل برنامه ريزي داده شوند. بسیاری از سازندگان شمارنده و يا كامپيوترهاي شخصي يك مدار آشكار كننده (Anti-Jitter) برای اين نوع مبدل هاي نوري دو كاناله، نيز فراهم نموده اند. چنین قابلیتی در سیستم، امكان استفاده از مبدل دو كاناله بدون نياز به مدارات اضافي را ایجاد می کند.
باید به این موضوع، اشاره کرد كه در كاربردهاي عملي، انواع بسیار گوناگونی از مبدل هاي نوري متناسب با نيازهاي گوناگون وجود دارد كه با مراجعه به سايت هاي اينترنتي تولیدکنندگان اين نوع مبدل ها، مي توان اطلاعات کاملی از آن ها کسب کرد.
