มอเตอร์แรงบิดขับตรงตะแกรงวงกลม

ตัวเข้ารหัสแบบวงกลม (มุม*) สามารถใช้ได้ในเครื่องจักรและอุปกรณ์ต่างๆ มากมาย ตัวเข้ารหัสแบบหมุนประกอบด้วยหัวอ่านวัดตำแหน่งและมาตราส่วนที่แม่นยำซึ่งแกะสลักไว้บนพื้นผิวทรงกระบอกหรือดิสก์ของตัวเข้ารหัสแบบหมุน หัวอ่านจะวัดตำแหน่งโดยการตรวจจับเครื่องหมายมาตราส่วนที่มีระยะห่างเท่ากันด้วยแสงและส่งเป็นสัญญาณแอนะล็อกหรือดิจิทัลจากข้อมูลนี้ จากนั้นสัญญาณจะถูกแปลงเป็นการอ่านตำแหน่งผ่านจอแสดงผลแบบดิจิทัล (DRO) หรือตัวควบคุมการเคลื่อนที่

ระบบอัตโนมัติสมัยใหม่จำนวนมากต้องการการเคลื่อนที่แบบหมุนที่แม่นยำ เช่น พรีเพรสแบบหมุนจากคอมพิวเตอร์สู่เพลท (CTP) แกนเครื่องจักร A, B และ C เครื่องจักรติดตั้งบนพื้นผิว ระบบวัดรูปร่าง อุปกรณ์การจัดการและตรวจสอบเวเฟอร์ และโกนิโอมิเตอร์ การใช้งานที่แตกต่างกันต้องการการผสมผสานประสิทธิภาพและคุณสมบัติของตัวเข้ารหัสที่แตกต่างกันเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการใช้งาน บางการใช้งานต้องการความแม่นยำ ในขณะที่บางการใช้งานต้องการความสามารถในการทำซ้ำ ความละเอียดสูง หรือข้อผิดพลาดแบบวงจรต่ำสำหรับการควบคุมวงจรความเร็ว การเลือกตัวเข้ารหัสที่ให้สมดุลที่ดีที่สุดระหว่างข้อกำหนดทางเทคนิคและการใช้งานนั้นเป็นเรื่องท้าทาย และตัวเข้ารหัสเพียงไม่กี่ตัวเท่านั้นที่ตอบสนองข้อกำหนดทั้งหมด

การควบคุมการเคลื่อนที่ที่แม่นยำนั้นขึ้นอยู่กับความแม่นยำและการตอบสนองแบบไดนามิกของระบบ การวัดตำแหน่งที่แม่นยำนั้นมีความสำคัญ แต่ระบบจะไม่ทำงานอย่างถูกต้องหากไม่มีการควบคุมตำแหน่งที่แม่นยำ มอเตอร์โรเตอรีขับเคลื่อนตรงหรือมอเตอร์แรงบิดนั้นให้แรงบิดสูงและการควบคุมเซอร์โวที่แม่นยำในช่วงเชิงมุมที่เล็กมาก เนื่องจากโหลดนั้นเชื่อมต่อโดยตรงกับมอเตอร์ขับเคลื่อน จึงไม่จำเป็นต้องติดตั้งส่วนประกอบของระบบส่งกำลังที่อาจทำให้เกิดการตีกลับ ฮิสเทอรีซิส ข้อผิดพลาดของเกียร์ หรือการยืดตัวของสายพาน ส่งผลให้มีการตอบสนองแบบไดนามิกที่ยอดเยี่ยม แม้ว่าโครงสร้างแบบไม่มีกรอบของมอเตอร์แรงบิดที่มีรูขนาดใหญ่จะไม่มีการเชื่อมต่อที่ชัดเจนสำหรับติดตั้งตัวเข้ารหัสเพลา แต่ตัวเข้ารหัสแบบวงแหวนนั้นให้โซลูชันที่เรียบง่าย นอกจากนี้ ตัวเข้ารหัสโรเตอรียังสามารถเชื่อมต่ออย่างแน่นหนาเข้ากับมอเตอร์ขับเคลื่อนเหมือนกับโหลด ซึ่งจะช่วยขจัดช่องว่างที่ไม่จำเป็นในระบบได้ ในระบบการวัดหรือระบบควบคุมใดๆ ก็ตาม ควรมีตัวเข้ารหัสอยู่ใกล้กับมอเตอร์ขับเคลื่อนให้มากที่สุด ซึ่งจะช่วยลดการสั่นพ้องของเพลาที่อาจเกิดขึ้นได้ ซึ่งส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพของเซอร์โว โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อแบนด์วิดท์ของเซอร์โวเพิ่มขึ้น

ตัวเข้ารหัสแบบหมุนเป็นโซลูชันที่ยอดเยี่ยมสำหรับการให้ข้อเสนอแนะตำแหน่งเชิงมุมที่แม่นยำ เช่นเดียวกับการเลือกมอเตอร์ การเลือกตัวเข้ารหัสแบบหมุนที่เหมาะสมนั้นต้องอาศัยความเข้าใจในปัจจัยที่ส่งผลต่อความแม่นยำของตัวเข้ารหัสและความเข้าใจที่ดีเกี่ยวกับวิธีการเอาชนะข้อบกพร่องด้านประสิทธิภาพตามข้อมูลจำเพาะจริง เมื่อเลือกตัวเข้ารหัสแบบหมุน ควรพิจารณาพารามิเตอร์ต่างๆ เช่น อัตราข้อมูล ขนาดระบบ ความซับซ้อน และต้นทุน นอกเหนือไปจากความแม่นยำและความละเอียด ปัจจุบัน กริดเชิงเส้นสามารถวัดได้ด้วยความแม่นยำและความละเอียดหลายสิบนาโนเมตร ในขณะที่กริดแบบหมุนสามารถวัดได้ภายในหนึ่งมุมวินาที หนึ่งไดม์วินาทีเป็นมุมที่เล็กมาก:
• สามารถแสดงเป็นมุมที่สอดคล้องกับความยาวส่วนโค้ง 1 μm ที่รัศมี 206.25 มม.
• สามารถแสดงเป็นมุมระหว่างระยะทาง 30 เมตรบนพื้นผิวถึงศูนย์กลางของโลก
• ความละเอียดอัตราข้อมูล 1.3 MHz ที่ 1 รอบต่อนาที

การพิจารณาความแม่นยำ ความละเอียด และความสามารถในการทำซ้ำนั้นมีประโยชน์เมื่อกำหนดประสิทธิภาพการวัดที่ต้องการ:
สำหรับแอปพลิเคชั่นที่มีข้อกำหนดด้านความสามารถในการผลิตซ้ำสูง (เช่น อุปกรณ์ปิ๊กอัป) การหยุดซ้ำๆ ของระบบที่ตำแหน่งการนับแบบกริดเดียวกันนั้นมีความสำคัญมากกว่าความแม่นยำของมุมโต๊ะแต่ละตัว
เพื่อให้มีการเคลื่อนไหวที่ราบรื่นอย่างต่อเนื่อง ความละเอียดและความแม่นยำของตัวเข้ารหัสที่เลือกจะไม่อนุญาตให้เกิดข้อผิดพลาดของการสั่นไหวภายในแบนด์วิดท์ของเซอร์โวควบคุม
สำหรับอุปกรณ์ที่เคลื่อนที่ช้า เช่น กล้องโทรทรรศน์ดาราศาสตร์ การวัดมุมที่แม่นยำมีความสำคัญมากกว่าอัตราข้อมูลสูงสุดของระบบ
สำหรับระบบความเร็วสูง อาจจำเป็นต้องแลกเปลี่ยนระหว่างความเร็วและความแม่นยำในการระบุตำแหน่ง: เส้นกริดแบบพิทช์หนา (ติ๊กน้อยกว่า) เหมาะสำหรับอัตราข้อมูลที่สูง แต่เส้นกริดแบบพิทช์ละเอียด (ติ๊กมากขึ้น) มักมีข้อผิดพลาดในการแบ่งย่อยที่ต่ำกว่า