Программа "Энкодер" предназначена для измерения относительного положения (перемещения), скорости и направления перемещения при помощи оптических датчиков перемещения (энкодеров), подключенных к входным каналам модулей АЦП и анализаторов спектра.

На базе оптических датчиков создаются датчики линейных и угловых перемещений. Точности таких датчиков могут быть от 1 мкм до 1 мм при длине измерительной базы от 8 мм до 3 м. Датчики угловых перемещений могут иметь от 100 до 10000 маркеров на один оборот, т.е. разрешение может быть до 5 минут.

Оптическая технология предложила ряд классических способов для построения энкодера - датчика, представляющего информацию о движении, положении или направлении либо непосредственно в цифровой форме, либо генерирующего последовательность импульсов, из которой после оцифровки может быть сформирован цифровой код.

Принцип работы энкодеров проиллюстрирован на рисунке 1. Оптический энкодер состоит из тонкого оптического диска и стационарного блока - измерительной головки, включающей в себя источник света и фотодетектор. Оптический диск включает поверхность из прозрачных и непрозрачных участков. Маркерами могут быть, например, отверстия в металлическом листе или метки на стеклянном диске. При вращении диска, в зависимости от его типа, маркеры пропускают или перекрывают луч света, направленный от светового источника к фотоприемнику.

Фотодетектор генерирует сигнал частотой, равной частоте следования кодовых элементов, в цифровой форме или аналоговый импульсный сигнал, который также может быть усилен и оцифрован. При добавлении второй пары "светодиод-фототранзистор" с угловым смещением относительно первой, соответствующим четверти периода сигнала, может быть получена вторая последовательность импульсов - канал Б с фазовым смещением относительно канала А на 90°. Инкрементальный энкодер, который использует три оптических датчика, позволяет одновременно удваивать разрешение при измерении положения и скорости и детектировать направление.

Рисунок 1

Датчики линейного и углового перемещения подключаются к модулям АЦП напрямую. Для питания датчиков можно использовать выход генератора. Разрешение инкрементальных энкодеров измеряется в импульсах за оборот (pulses per revolution, ppr). В программе "Энкодер" пользователю предоставляется возможность выбора разрешения используемого энкодера (окно "Разрешение, меток/е.и."). "Е.и." - единица измерения, которая может быть выбрана из ряда "мм, см, м, гр. (градусы), об. (обороты)" или прописано вручную в окне "Единица измерения".

Также в ниспадающих списках "Фаза А" и "Фаза Б" выбираются каналы подключения энкодера, к которым подключены соответствующие сигналы "Канал А" и "Канал Б". Ниспадающий список "Метка 0" предназначена для выбора канала модуля АЦП или анализатора спектра, к которому подключен сигнал синхронизации. Пороги срабатывания сигнала синхронизации устанавливаются вручную или автоматически.

При установленных галочках "Перемещение" и "Скорость" в окне программы "Энкодер" в сервере данных создаются дополнительные виртуальные каналы, содержащие соответственно информацию о перемещении и скорости.

На рисунке 2 приведены формы сигналов с каналов "Фаза А", "Фаза Б" и "Метка 0", полученные при помощи программы "Многоканальный осциллограф". На рисунке 3 показаны формы сигналов с виртуальных каналов перемещения и скорости и сигнал "Метка 0".

Рисунок 2

Рисунок 3

При использовании программы "Энкодер" совместно с программами из состава ZETLab и датчиками угловых перемещений, пользователь может проводить анализ крутильных колебаний и использовать эту аппаратуру для замены торсиографов.

Рисунок 3

Встроенный в программу модуль управления и автоматизации из состава ZETLab Studio обеспечивает простоту и удобство при построении собственных программно-измерительных комплексов.