Ein Inkrementalgeber mit 1 Vss - Schnittstelle gibt 2 sinusförmige Differenz-Signale aus, die um 90° zueinander phasenverschoben sind. Eine Signalperiode (d.h. 360°) entspricht dabei einer Inkrementalgeber-Teilung (siehe folgende Abbildung). Durch analoge Interpolation werden in der Irinos-Box EC-INC 200 Zwischenschritte innerhalb einer Signalperiode berechnet. Die nutzbare Auflösung eines Inkrementalgebers steigt damit um das 200-fache.
Beispiel: Ein Drehgeber hat eine angegebene Auflösung von 1.800 Teilungen/Umdrehung. Durch die Interpolation werden daraus
1.800 Teilungen/Umdrehung * 200 Inkremente/Teilung = 360.000 Inkremente/Umdrehung.
Die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Interpolation hängt stark von den beiden analogen Differenz-Signalen ab. Ein ideales Signal zeichnet sich besonders durch folgende Eigenschaften aus:
oDer Differenzpegel jedes Signals beträgt 1 Vss.
oDer Signal-Offset ist 0, d.h. bei beispielsweise 0° hat das Signal immer denselben Wert.
oDie Phasenverschiebung der Signale ist immer exakt 90°.
Da ein derartiges Signal in der Praxis praktisch nie existiert, hat die Irinos-Box EC-INC eine patentierte interne Verstärkungs- und Offset-Regelung. Diese gleicht Abweichungen vom Ideal-Signal innerhalb der zulässigen Grenzwerte (siehe Datenblatt) aus.
Ausserhalb der Grenzwerte ist keine zuverlässige Interpolation möglich. Eine integrierte Signalüberwachung erkennt derartige Fehler. Diese können und sollten per Software im laufenden Betrieb ausgelesen werden. Im Fehlerfall sollte der Inkrementalgeber-Eingang zurückgesetzt und der Messtaster neu referenziert werden.
Signalqualität
Die Signalqualiät hängt von vielen Faktoren ab. Dazu gehören ins besonders:
oIst-Geschwindigkeit des Inkrementalgebers
Je höher die Ist-Geschwindigkeit des Inkrementalgebers, desto kleiner die tatsächliche Differenzspannung. Einige Inkrementalgeber haben im Stillstand und bei niedriger Geschwindigkeit eine gute Signalqualität. Sobald sie jedoch schnell bewegt / gedreht werden, verschlechtert sich die Signalqualität deutlich.
oMechanische Stabilität des Inkrementalgebers sowie der Mechanik
Ein unrund laufender Drehgeber, ein unruhig laufender Messchlitten oder eine schlecht geführter Längenmesstaster führt zu Schwankungen im Messsignal.
oEinstellung bei offenen Gebersystemen
Bei offenen Gebersystemen (z.B. Glasmaßstäbe) muss der Sensor eingestellt werden. Eine ungenaue Einstellung kann vor allem bei dynamischen Betriebszuständen zu einem unzureichenden Sensorsignal führen.
oKabellänge und Kabelqualität
Je länger das Kabel, desto schlechter die Signalqualität.
Je mehr Steckverbinder, desto schlechter die Signalqualität.
Ein unzureichend geschirmtes Kabel oder ein Kabel mit falscher Leitungsimpedanz verschlechtert das Messsignal.
Häufig sind auftretende Störungen auf eine Kombination der genannten Faktoren zurückzuführen.
Empfehlungen
oBeachten Sie die Grenzfrequenz des Inkrementalgebers. Diese entnehmen Sie den technischen Angaben des Herstellers.
Achtung: Die Grenzfrequenz ist abhängig von der Kabellänge.
oKontrollieren Sie die Signalqualität bei der Inbetriebnahme. Die Signalpegel sollten bei der Inbetriebnahme noch ausreichend Abstand zu den Grenzwerten haben. Über das Irinos-Tool kann die Signalqualität mittels einer Live-Anzeige bewertet werden. Details dazu entnehmen Sie dem Benutzerhandbuch des Irinos-Tools.
oStellen Sie sicher, dass kein starker Ruck / Schlag auf den Inkrementalgeber einwirkt.
oIntegrieren Sie in Ihren Messablauf bei Bedarf eine Möglichkeit zum “Fehler zurückzusetzen” und “Messwert referenzieren”.
oVerwenden Sie kurze Leitungen mit ausreichender Schirmung (dies gilt auch für die Steckverbinder). Vermeiden Sie Kabelverlängerungen. Das Irinos-Konzept bietet die Möglichkeit, die Irinos-Box in räumlicher Nähe des Gebers unterzubringen.
oHalten Sie einen möglichst großen Abstand zwischen Inkrementalgeber-Leitung und potentiellen Störquellen, wie z.B. Umrichter und Motorleitungen.