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 servoassistiti, gli encoder lineari forniscono la posizione precisa del carico, in genere in aggiunta al feedback di velocità e direzione fornito dall'encoder rotativo del motore. Nei sistemi azionati da motori passo-passo, che in genere operano 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 i costi 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, il che consente loro di mantenere informazioni precise sulla posizione, anche in caso di interruzione di corrente.

Gli encoder incrementali funzionano generando un numero specifico di impulsi per unità di corsa e contando tali impulsi man mano che il carico si muove. Poiché si limitano a contare gli impulsi, gli encoder incrementali perdono 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 in una posizione di riferimento, da cui è possibile iniziare a determinare la posizione del carico. È importante 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 risultare indesiderabile in termini di tempo e produttività. Questo è particolarmente importante in applicazioni con corse lunghe e basse velocità, come le macchine utensili, dove l'homing può essere un processo che richiede molto tempo.

L'output degli encoder assoluti e incrementali è differente e rappresenta un aspetto da considerare per l'integrazione nello schema di controllo del sistema. Gli encoder lineari assoluti producono un output digitale, o "parola", che indica la posizione effettiva dell'unità. La risoluzione di un encoder assoluto è determinata dal numero di bit presenti 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 un solo canale.) Alcuni encoder incrementali producono un terzo canale con un singolo impulso, da utilizzare come indice o posizione di riferimento per l'homing. Il numero di impulsi per unità di distanza (pollici o millimetri) determina la risoluzione di un encoder incrementale. Tuttavia, la risoluzione può essere raddoppiata contando sia il fronte di salita che quello di discesa dell'impulso da un canale, oppure può essere quadruplicata contando i fronti di salita e di discesa 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 riguarda la tecnologia di rilevamento, ovvero se debba essere ottica o magnetica. Sebbene gli encoder ottici siano stati storicamente l'unica opzione per risoluzioni inferiori a 5 micron, i progressi nella tecnologia delle bilance magnetiche consentono ora di raggiungere risoluzioni fino a 1 micron.

Gli encoder ottici utilizzano una sorgente luminosa e un fotorivelatore per determinare la posizione, ma il loro utilizzo della luce li rende sensibili a sporco e detriti, che possono interferire con il segnale. Le prestazioni degli encoder ottici sono fortemente influenzate dalla distanza tra il sensore e la scala, che deve essere impostata e mantenuta correttamente per garantire che l'integrità del segnale non venga compromessa. Ciò significa che il montaggio deve essere eseguito con cura ed è necessario 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 generalmente immuni a sporco, detriti o contaminazioni da liquidi. Anche urti e vibrazioni hanno meno probabilità di influenzarli. Sono tuttavia sensibili ai materiali magnetici come acciaio o ferro, che possono interferire con il campo magnetico.

Sebbene gli encoder lineari siano spesso un componente aggiuntivo a un sistema, in molti casi i loro vantaggi superano i costi e la manodopera aggiuntivi. Ad esempio, nelle applicazioni con viti a ricircolo di sfere, è possibile scegliere una vite con una 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.