Assoluto o incrementale, ottico o magnetico.

Gli encoder lineari monitorano il movimento lineare e forniscono un feedback di posizione sotto forma di segnali elettrici. Nei sistemi servoazionati, gli encoder lineari forniscono la posizione precisa del carico, in genere oltre al feedback di velocità e direzione fornito dall'encoder rotativo del motore. Per i sistemi azionati da passo-passo, che tipicamente funzionano in modalità ad anello aperto senza feedback di posizione, l'aggiunta di un encoder lineare aumenta la precisione e l'affidabilità del sistema di posizionamento senza il costo e la complessità di un servomotore.

Feedback: assoluto o incrementale

Quando si seleziona un encoder lineare, la prima cosa da considerare è il tipo di feedback necessario per l'applicazione: assoluto o incrementale. Gli encoder assoluti assegnano un valore digitale univoco a ciascuna posizione, che consente loro di mantenere informazioni precise sulla posizione, anche in caso di interruzione dell'alimentazione.

Gli encoder incrementali funzionano generando un numero specifico di impulsi per unità di corsa e contando tali impulsi mentre il carico si sposta. Poiché contano semplicemente gli impulsi, gli encoder incrementali perderanno il riferimento di posizione se l'alimentazione viene interrotta. Per determinare la posizione effettiva del carico all'avvio o al riavvio, è necessaria una sequenza di homing. Ciò significa che il sensore (e il carico) devono spostarsi verso una posizione di riferimento e da lì può iniziare a determinare la posizione del carico. Tenere presente che anche se la posizione effettiva del carico all'avvio o al riavvio non è critica, l'esecuzione di una sequenza di homing potrebbe essere indesiderabile dal punto di vista del tempo e della produttività. Ciò è particolarmente importante nelle applicazioni con corse lunghe e velocità lente, come le macchine utensili, dove l'homing può essere un processo dispendioso in termini di tempo.

L'uscita per gli encoder assoluti e incrementali è diversa ed è anche una considerazione per l'integrazione nello schema di controllo del sistema. Gli encoder lineari assoluti producono un'uscita digitale, o "parola", che indica la posizione effettiva dell'unità. La risoluzione per un encoder assoluto è determinata dal numero di bit nella parola.

Gli encoder incrementali producono un'uscita in quadratura, con due canali sfasati di 90 gradi. (L'uscita a due canali consente di monitorare sia la posizione che la direzione. Se è necessaria solo la posizione, viene utilizzato solo un canale.) Alcuni encoder incrementali producono un terzo canale con un singolo impulso, da utilizzare come posizione di indice o di riferimento per homing. Il numero di impulsi per distanza (pollici o millimetri) determina la risoluzione di un encoder incrementale. Tuttavia, la risoluzione può essere raddoppiata contando sia il fronte iniziale che quello finale dell'impulso da un canale, oppure può essere quadruplicata contando i fronti iniziale e finale degli impulsi da entrambi i canali.

Tecnologia: ottica o magnetica

Una volta presa la decisione in merito al feedback incrementale o assoluto, la considerazione successiva è se la tecnologia di rilevamento debba essere ottica o magnetica. Mentre i codificatori ottici sono stati storicamente l’unica opzione per risoluzioni inferiori a 5 micron, i miglioramenti nella tecnologia della scala magnetica ora consentono loro di raggiungere risoluzioni fino a 1 micron.

I codificatori ottici utilizzano una sorgente luminosa e un fotorilevatore per determinare la posizione, ma il loro utilizzo della luce li rende sensibili allo sporco e ai detriti, che possono interrompere il segnale. Le prestazioni degli encoder ottici sono fortemente influenzate dallo spazio tra il sensore e la scala, che deve essere impostato e mantenuto correttamente per garantire che l'integrità del segnale non venga compromessa. Ciò significa che il montaggio deve essere effettuato con attenzione ed evitare urti e vibrazioni.

Gli encoder magnetici utilizzano una testina di lettura magnetica e una scala magnetica per determinare la posizione. A differenza degli encoder ottici, gli encoder magnetici sono per lo più immuni da sporco, detriti o contaminazione da liquidi. Anche gli urti e le vibrazioni hanno meno probabilità di influenzare gli encoder magnetici. Sono, tuttavia, sensibili ai chip magnetici, come l'acciaio o il ferro, poiché potrebbero interferire con il campo magnetico.

Sebbene gli encoder lineari siano spesso un componente aggiuntivo di un sistema, in molti casi i loro vantaggi superano la manodopera e i costi aggiuntivi. Ad esempio, nelle applicazioni con viti a ricircolo di sfere, è possibile scegliere una vite con precisione inferiore se si utilizza un encoder lineare, poiché il feedback dell'encoder consente al controllore di compensare gli errori di posizionamento introdotti dalla vite.