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Drehzahl- und Lagegeber

 

Absolutwertgeber

In vielen praktischen Anwendungen ist die Lagerfassung bezogen auf einen Referenzpunkt erforderlich. Befindet der sich außerhalb des absoluten Messbereiches eines rotatorischen Gebers (ein Inkrement bei inkrementellen Gebern oder eine Umdrehung bei Single-turn-Absolutwertgebern) muss die Regelung die Anfangslage über einen Referenziervorgang ermitteln. Das ist aufwendig und aufgrund der Gegebenheiten in den Maschinen und Anlagen nicht immer realisierbar.

Abhilfe schaffen rotatorische Geber, die zusätzlich zu den inkrementellen Lagesignalen eine absolute Lageinformation bereitstellen, die mehrere mechanische Umdrehungen der Geberwelle auflöst. Aus der Fähigkeit, mehrere Umdrehungen messen zu können, leitet sich die Bezeichnung "Absolutwertgeber multi turn" ab. Die Anzahl der erfassbaren Umdrehungen wird so gewählt, dass der gesamte Verfahrbereich des zu messenden Elementes abgedeckt wird. Mit Hilfe der absoluten Lageinformation erkennt die Regelung die Anfangslage und das Referenzieren kann entfallen.

 

Absolutwertgeber mit serielle Schnittstelle

Aus der Abtastung der Absolutspuren bildet die Elektronik des Gebers eine absolute Lageinformation, die die Stellung der Geberwelle innerhalb einer mechanischen Umdrehung (single turn) oder mehrerer mechanischer Umdrehungen (multi turn) beschreibt und stellt diese Information über eine serielle Schnittstelle der Auswertelektronik zur Verfügung.

Die inkrementellen Signale A und B entsprechen denen inkrementeller Geber. Ein Nullimpuls wird im allgemeinen nicht bereitgestellt.

 

Technische Daten für Sinus-Cosinus-Geber mit serieller Schnittstelle

Auflösung der Lageinformation	wie Sinus-Cosinus-Geber
Leitungslänge	bis 120 m
Versorgungsspannung	typ. 5 V
Ausgangssignale	Signale A und B: wie Sinus-Cosinus-Geber Serielle Schnittstelle: RS485

 

Schnittstelle und Auswerteelektronik für Absolutwertgeber mit serieller Schnittstelle

Für die Übertragung der Gebersignale wird je nach Typ der seriellen Schnittstelle (mit oder ohne Taktleitung) ein 8- oder 10-adriges Kabel benötigt. Bei Geberausführungen mit einer Spannungsversorgung von 5 V ist noch ein zusätzliches Aderpaar für die Sense-Leitung erforderlich. Über diese meldet der Geber den Pegel der Versorgungsspannung zurück und ermöglicht so eine Anpassung der Spannungspegels bei großen Leitungslängen. Um elektromagnetische Störungen zu minimieren, sind die wesentlichen Signaladern paarweise und die Signalleitung insgesamt geschirmt.

Absolutwertgeber mit serieller Schnittstelle senden die aus den Absolutspuren gewonnenen Lageinformation an die Auswerteelektronik. Dort dient sie als Anfangswert für die Grobinterpolation. Die fortlaufende Ermittlung der aktuellen Lage erfolgt wie bei inkrementellen Sinus-Cosinus-Gebern. Die Übertragung der absoluten Lage ist deshalb nur nach Einschalten der Versorgungsspannung einmalig notwendig.

Die verwendeten seriellen Schnittstellen variieren bei den verschiedenen Herstellern. Meistens entsprechen sie jedoch der RS485-Spezifikation.
Allgemein ist der Trend zu erkennen, neben der absoluten Lage weitere Informationen wie

• Typenschilddaten des Gebers,
• Typenschilddaten des Motors, in den der Geber eingebaut wurde,
• Betriebsmeldungen des Gebers usw.

über die serielle Schnittstelle bereit zu stellen.