Linear encoder
રેખીય એન્કોડર એ એક સેન્સર, ટ્રાન્સડ્યુસર અથવા રીડહેડ છે જે સ્થિતિને એન્કોડ કરતી સ્કેલ સાથે જોડાય છે. એન્કોડેડ સ્થિતિને એનાલોગ અથવા ડિજિટલ સિગ્નલમાં રૂપાંતરિત કરવા માટે સેન્સર સ્કેલ વાંચે છે, જેને પછી ડિજિટલ રીડઆઉટ (ડી. આર. ઓ.) અથવા ગતિ નિયંત્રક દ્વારા સ્થિતિમાં ડીકોડ કરી શકાય છે. એન્કોડર વૃદ્ધિશીલ અથવા નિરપેક્ષ હોઈ શકે છે. વૃદ્ધિશીલ પ્રણાલીમાં, સ્થિતિ સમયની ગતિ દ્વારા નક્કી થાય છે; તેનાથી વિપરીત, નિરપેક્ષ પ્રણાલીમાં, ગતિ સમયની સ્થિતિ દ્વારા નક્કી થાય છે. લીનિયર એન્કોડર તકનીકોમાં ઓપ્ટિકલ, મેગ્નેટિક, ઇન્ડક્ટિવ, કેપેસિટીવ અને એડી કરંટનો સમાવેશ થાય છે. ઓપ્ટિકલ તકનીકોમાં શેડો, સેલ્ફ ઇમેજિંગ અને ઇન્ટરફેરોમેટ્રિકનો સમાવેશ થાય છે. રેખીય એન્કોડરનો ઉપયોગ મેટ્રોલોજી સાધનો, ગતિ પ્રણાલીઓ, ઇંકજેટ પ્રિન્ટરો અને ડિજિટલ કેલિપર્સ અને સંકલન માપન મશીનોથી લઈને તબક્કાઓ, સી. એન. સી. મિલો, ગેન્ટ્રી કોષ્ટકો અને સેમિકન્ડક્ટર સ્ટેપર્સ સુધીના ઉચ્ચ ચોકસાઇવાળા મશીનિંગ સાધનોમાં થાય છે. ભૌતિક સિદ્ધાંત રેખીય એન્કોડર્સ એ ટ્રાન્સડ્યુસર્સ છે જે સ્થિતિને એન્કોડ કરવા માટે ઘણા વિવિધ ભૌતિક ગુણધર્મોનો ઉપયોગ કરે છેઃ સ્કેલ/સંદર્ભ આધારિત ઓપ્ટિકલ રેખીય એન્કોડર્સ ઉચ્ચ રીઝોલ્યુશન બજારમાં પ્રભુત્વ ધરાવે છે અને શટર/મોઇર, વિવર્તન અથવા હોલોગ્રાફિક સિદ્ધાંતોનો ઉપયોગ કરી શકે છે. ઓપ્ટિકલ એન્કોડર્સ એ એન્કોડર્સની પ્રમાણભૂત શૈલીઓમાં સૌથી સચોટ છે, અને ઔદ્યોગિક ઓટોમેશન કાર્યક્રમોમાં સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાય છે. ઓપ્ટિકલ એન્કોડરનો ઉલ્લેખ કરતી વખતે, એ મહત્વનું છે કે એન્કોડરમાં ધૂળ, કંપન અને ઔદ્યોગિક વાતાવરણ માટે સામાન્ય અન્ય પરિસ્થિતિઓમાંથી દૂષિતતાને રોકવા માટે વધારાની સુરક્ષા હોય. લાક્ષણિક વૃદ્ધિશીલ સ્કેલ સમયગાળો સેંકડો માઇક્રોમીટરથી લઈને પેટા-માઇક્રોમીટર સુધી બદલાય છે. ઇન્ટરપોલેશન નેનોમીટર જેટલા દંડ રિઝોલ્યુશન પ્રદાન કરી શકે છે. ઉપયોગમાં લેવાતા પ્રકાશ સ્રોતોમાં ઇન્ફ્રારેડ એલઇડી, દૃશ્યમાન એલઇડી, લઘુ પ્રકાશ-બલ્બ અને લેસર ડાયોડનો સમાવેશ થાય છે. મેગ્નેટિક મેગ્નેટિક રેખીય એન્કોડર્સ સક્રિય (મેગ્નેટાઇઝ્ડ) અથવા નિષ્ક્રિય (ચલ અનિચ્છા) સ્કેલનો ઉપયોગ કરે છે અને સેન્સ-કોઇલ, હોલ ઇફેક્ટ અથવા મેગ્નેટોરોસિસ્ટિવ રીડહેડનો ઉપયોગ કરીને સ્થિતિને અનુભવી શકાય છે. ઓપ્ટિકલ એન્કોડર્સ (સામાન્ય રીતે થોડાક સો માઇક્રોમીટરથી કેટલાંક મિલીમીટર) કરતાં બરછટ સ્કેલ સમયગાળા સાથે માઇક્રોમીટરના ક્રમમાં રિઝોલ્યુશન સામાન્ય છે. કેપેસિટીવ કેપેસિટીવ રેખીય એન્કોડર્સ રીડર અને સ્કેલ વચ્ચેના કેપેસિટન્સને સમજીને કામ કરે છે. લાક્ષણિક કાર્યક્રમો ડિજિટલ કેલિપર્સ છે. એક ગેરલાભ એ અસમાન ગંદકી પ્રત્યેની સંવેદનશીલતા છે, જે સ્થાનિક રીતે સંબંધિત પારગમ્યતાને બદલી શકે છે. ઇન્ડક્ટિવ ઇન્ડક્ટિવ ટેકનોલોજી દૂષિત પદાર્થો માટે મજબૂત છે, જે કેલિપર્સ અને અન્ય માપન સાધનોને મંજૂરી આપે છે જે શીતક-પ્રતિરોધક છે. ઇન્ડક્ટિવ માપન સિદ્ધાંતનો એક જાણીતો ઉપયોગ ઇન્ડક્ટોસિન છે. એડી કરંટ યુ. એસ. પેટન્ટ 3820110, "એડી કરંટ પ્રકાર ડિજિટલ એન્કોડર અને સ્થિતિ સંદર્ભ", આ પ્રકારના એન્કોડરનું ઉદાહરણ આપે છે, જે ઉચ્ચ અને નીચી પારગમ્યતા, બિન-ચુંબકીય સામગ્રી સાથે કોડેડ સ્કેલનો ઉપયોગ કરે છે, જે એસી સર્કિટના ઇન્ડક્ટન્સમાં ફેરફારોની દેખરેખ દ્વારા શોધાય છે અને ડીકોડ કરવામાં આવે છે જેમાં ઇન્ડક્ટિવ કોઇલ સેન્સરનો સમાવેશ થાય છે. મેક્સન એક ઉદાહરણ (રોટરી એન્કોડર) ઉત્પાદન (MILE એન્કોડર) બનાવે છે. સ્કેલ વિના ઓપ્ટિકલ ઇમેજ સેન્સર સેન્સર ઇમેજ સહસંબંધ પદ્ધતિ પર આધારિત છે. સેન્સર માપવામાં આવતી સપાટી પરથી અનુગામી ચિત્રો લે છે અને વિસ્થાપન માટે છબીઓની સરખામણી કરે છે. નેનોમીટર સુધી રિઝોલ્યુશન શક્ય છે. એપ્લિકેશન્સ રેખીય એનકોડર્સ માટે એપ્લિકેશનના બે મુખ્ય ક્ષેત્રો છેઃ માપન માપન એપ્લિકેશનમાં સંકલન-માપન મશીનો (CMM), લેસર સ્કેનર્સ, કેલિપર્સ, ગિયર માપન, તણાવ પરીક્ષકો અને ડિજિટલ રીડ આઉટ (DROs) નો સમાવેશ થાય છે. ગતિ પ્રણાલીઓ સર્વો નિયંત્રિત ગતિ પ્રણાલીઓ સચોટ, ઝડપી ગતિ પ્રદાન કરવા માટે રેખીય સંકેતલિપીનો ઉપયોગ કરે છે. લાક્ષણિક ઉપયોગોમાં રોબોટિક્સ, મશીન ટૂલ્સ, પિક-એન્ડ-પ્લેસ પી. સી. બી. એસેમ્બલી સાધનો; સેમિકન્ડક્ટર્સ હેન્ડલિંગ અને ટેસ્ટ સાધનો, વાયર બોન્ડર્સ, પ્રિન્ટર્સ અને ડિજિટલ પ્રેસનો સમાવેશ થાય છે. આઉટપુટ સિગ્નલ બંધારણો વૃદ્ધિશીલ સંકેતો રેખીય એન્કોડર્સમાં એનાલોગ અથવા ડિજિટલ આઉટપુટ હોઈ શકે છે. એનાલોગ રેખીય એનકોડર્સ માટે ઉદ્યોગનું પ્રમાણભૂત એનાલોગ આઉટપુટ સાઇન અને કોસાઇન ચતુર્ભુજ સંકેતો છે. આ સામાન્ય રીતે અલગ રીતે પ્રસારિત થાય છે જેથી અવાજની રોગપ્રતિકારક શક્તિમાં સુધારો થાય. પ્રારંભિક ઉદ્યોગ ધોરણ 12 એમયુએ પીક-પીક કરંટ સિગ્નલો હતું પરંતુ તાજેતરમાં આને 1 વી પીકથી પીક વોલ્ટેજ સિગ્નલો સાથે બદલવામાં આવ્યું છે. ડિજિટલ ટ્રાન્સમિશનની તુલનામાં, એનાલોગ સિગ્નલોની ઓછી બેન્ડવિડ્થ EMC ઉત્સર્જનને ઘટાડવામાં મદદ કરે છે. ચતુર્ભુજ સાઇન/કોસાઇન સંકેતોને ગોળાકાર લિસાજસ આકૃતિ પ્રદર્શિત કરવા માટે XY મોડમાં ઓસિલોસ્કોપનો ઉપયોગ કરીને સરળતાથી મોનિટર કરી શકાય છે. જો લિસાજસ આકૃતિ ગોળાકાર હોય (કોઈ લાભ કે તબક્કાની ભૂલ ન હોય) અને સંપૂર્ણ રીતે કેન્દ્રિત હોય તો સૌથી વધુ ચોકસાઈના સંકેતો પ્રાપ્ત થાય છે. આધુનિક એન્કોડર પ્રણાલીઓ આ ભૂલ પદ્ધતિઓને આપમેળે કાપવા માટે સર્કિટરીનો ઉપયોગ કરે છે. રેખીય એન્કોડરની એકંદર ચોકસાઈ એ રીડહેડ દ્વારા રજૂ કરાયેલ સ્કેલ ચોકસાઈ અને ભૂલોનું સંયોજન છે. ભૂલ બજેટમાં સ્કેલ યોગદાનમાં રેખીયતા અને ઢોળાવ (સ્કેલિંગ પરિબળ ભૂલ) નો સમાવેશ થાય છે. રીડહેડ ભૂલ પદ્ધતિઓને સામાન્ય રીતે ચક્રીય ભૂલ અથવા પેટા-વિભાગીય ભૂલ (એસ. ડી. ઈ.) તરીકે વર્ણવવામાં આવે છે કારણ કે તેઓ દરેક સ્કેલ સમયગાળાનું પુનરાવર્તન કરે છે. રીડહેડ અચોક્કસતા માટે સૌથી મોટો ફાળો આપનાર સિગ્નલ ઓફસેટ છે, ત્યારબાદ સિગ્નલ અસંતુલન (લંબગોળ) અને તબક્કાની ભૂલ (ચતુર્ભુજ સંકેતો બરાબર 90° અલગ ન હોય) આવે છે. એકંદરે સિગ્નલનું કદ એન્કોડરની ચોકસાઈને અસર કરતું નથી, જો કે, સિગ્નલ-ટુ-નોઇઝ અને ઝાટકો પ્રદર્શન નાના સંકેતો સાથે ઘટી શકે છે. ઓટોમેટિક સિગ્નલ કોમ્પેન્સેશન મિકેનિઝમ્સમાં ઓટોમેટિક ઓફસેટ કોમ્પેન્સેશન (AOC), ઓટોમેટિક બેલેન્સ કોમ્પેન્સેશન (ABC) અને ઓટોમેટિક ગેઇન કંટ્રોલ (AGC) નો સમાવેશ થઈ શકે છે. તબક્કાને ગતિશીલ રીતે વળતર આપવું વધુ મુશ્કેલ છે અને સામાન્ય રીતે સ્થાપન અથવા કેલિબ્રેશન દરમિયાન એક વખતના વળતર તરીકે લાગુ કરવામાં આવે છે. અચોક્કસતાના અન્ય સ્વરૂપોમાં સંકેતની વિકૃતિ (સાઇન/કોસાઇન સંકેતોની વારંવાર હાર્મોનિક વિકૃતિ) નો સમાવેશ થાય છે. ડિજિટલ એ રેખીય વૃદ્ધિશીલ એન્કોડરમાં બે ડિજિટલ આઉટપુટ સંકેતો હોય છે, એ અને બી, જે ચતુર્ભુજ વર્ગ તરંગો બહાર પાડે છે. તેની આંતરિક પદ્ધતિના આધારે, એન્કોડર એ અને બી સીધા સેન્સરમાંથી મેળવી શકે છે જે મૂળભૂત રીતે ડિજિટલ પ્રકૃતિના હોય છે, અથવા તે તેના આંતરિક, એનાલોગ સાઇન/કોસાઇન સંકેતોને ઇન્ટરપોલેટ કરી શકે છે. પછીના કિસ્સામાં, અંતર્વેશન પ્રક્રિયા અસરકારક રીતે સ્કેલ સમયગાળાને પેટા-વિભાજિત કરે છે અને તેથી ઉચ્ચ માપન રીઝોલ્યુશન પ્રાપ્ત કરે છે. કોઈપણ કિસ્સામાં, એન્કોડર ચતુર્ભુજ ચોરસ તરંગોનું ઉત્પાદન કરશે, જેમાં બે ચેનલોની ધાર વચ્ચેનું અંતર એન્કોડરનું રીઝોલ્યુશન હશે. સંદર્ભ ચિહ્ન અથવા અનુક્રમણિકા પલ્સ પણ ડિજિટલ સ્વરૂપમાં આઉટપુટ છે, પલ્સ તરીકે જે એકથી ચાર યુનિટ-ઓફ-રિઝોલ્યુશન પહોળી હોય છે. આઉટપુટ સંકેતોને પોઝિશન ટ્રેકિંગ માટે સીધા ડિજિટલ ઇન્ક્રિમેંટલ એન્કોડર ઇન્ટરફેસમાં ટ્રાન્સમિટ કરી શકાય છે. રેખીય વૃદ્ધિશીલ સંકેતલિપીના મુખ્ય ફાયદાઓમાં અવાજની રોગપ્રતિકારક શક્તિમાં સુધારો, ઉચ્ચ માપન ચોકસાઈ અને સ્થિતિમાં ફેરફારની ઓછી વિલંબતા અહેવાલનો સમાવેશ થાય છે. જો કે, ઉચ્ચ આવર્તન, ઝડપી સંકેત ધાર વધુ EMC ઉત્સર્જન પેદા કરી શકે છે. સંપૂર્ણ સંદર્ભ સંકેતો તેમજ એનાલોગ અથવા ડિજિટલ વૃદ્ધિશીલ આઉટપુટ સંકેતો, રેખીય એન્કોડર્સ સંપૂર્ણ સંદર્ભ અથવા સ્થિતિ સંકેતો પ્રદાન કરી શકે છે. સંદર્ભ ચિહ્ન મોટા ભાગના વૃદ્ધિશીલ, રેખીય એનકોડર્સ પાવર-અપ પર અથવા પાવરના નુકસાન પછી ઉપયોગ માટે સ્કેલ સાથે ડેટમ સ્થિતિ પ્રદાન કરતી અનુક્રમણિકા અથવા સંદર્ભ ચિહ્ન પલ્સ ઉત્પન્ન કરી શકે છે. આ અનુક્રમણિકા સંકેત સ્કેલના એક, અનન્ય સમયગાળાની અંદર સ્થિતિ ઓળખવા માટે સક્ષમ હોવા જોઈએ. સંદર્ભ ચિહ્નમાં સ્કેલ પર એક જ લક્ષણ, એક ઓટોકોરિલેટર પેટર્ન (સામાન્ય રીતે બાર્કર કોડ) અથવા ચિર્પ પેટર્ન હોઈ શકે છે. અંતર કોડેડ સંદર્ભ ચિહ્નો (ડી. સી. આર. એમ.) સ્કેલ પર એક અનન્ય પેટર્નમાં મૂકવામાં આવે છે જે રીડહેડની સ્થિતિને વ્યાખ્યાયિત કરવા માટે ન્યૂનતમ હિલચાલ (સામાન્ય રીતે બે સંદર્ભ ચિહ્નોથી આગળ વધવું) ને મંજૂરી આપે છે. બહુવિધ, સમાન અંતરે આવેલા સંદર્ભ ચિહ્નો પણ સ્કેલ પર મૂકી શકાય છે, જેમ કે સ્થાપન પછી, ઇચ્છિત માર્કર ક્યાં તો પસંદ કરી શકાય છે-સામાન્ય રીતે ચુંબક દ્વારા અથવા ઓપ્ટિકલી અથવા અનિચ્છનીય રીતે લેબલનો ઉપયોગ કરીને અથવા તેના પર રંગવામાં આવે છે. સંપૂર્ણ કોડ યોગ્ય રીતે એન્કોડેડ સ્કેલ (મલ્ટીટ્રેક, વર્નિયર, ડિજિટલ કોડ અથવા સ્યુડો-રેન્ડમ કોડ) સાથે એન્કોડર હિલચાલ વિના અથવા સંદર્ભ સ્થિતિ શોધવાની જરૂર વગર તેની સ્થિતિ નક્કી કરી શકે છે. આવા એબ્સોલ્યુટ એન્કોડર્સ સીરીયલ કોમ્યુનિકેશન પ્રોટોકોલનો ઉપયોગ કરીને પણ વાતચીત કરે છે. આમાંના ઘણા પ્રોટોકોલ માલિકીના છે (દા. ત., ફેનુક, મિત્સુબિશી, ફીડેટ (ફેગર ઓટોમેશન), હેડેનહેઇન એનડેટ, ડ્રાઇવક્લિક, પેનાસોનિક, યાસ્કાવા) પરંતુ બીઆઈએસએસ જેવા ખુલ્લા ધોરણો હવે દેખાઈ રહ્યા છે, જે વપરાશકર્તાઓને ચોક્કસ સપ્લાયર સાથે બાંધવાનું ટાળે છે. મર્યાદા સ્વીચો ઘણા રેખીય એન્કોડર્સમાં બિલ્ટ-ઇન મર્યાદા સ્વીચો શામેલ છે; ક્યાં તો ઓપ્ટિકલ અથવા ચુંબકીય. બે મર્યાદા સ્વીચો વારંવાર એવી રીતે સમાવવામાં આવે છે કે પાવર-અપ પર નિયંત્રક નક્કી કરી શકે છે કે એન્કોડર મુસાફરીના અંતે છે કે નહીં અને અક્ષને કઈ દિશામાં ચલાવવું. ભૌતિક વ્યવસ્થા અને રક્ષણ લીનિયર એન્કોડર્સ કાં તો બંધ અથવા ખુલ્લા હોઈ શકે છે. બંધ રેખીય સંકેતલિપીનો ઉપયોગ મશીન-સાધનો જેવા ગંદા, પ્રતિકૂળ વાતાવરણમાં થાય છે. તેઓ સામાન્ય રીતે કાચ અથવા ધાતુના સ્કેલને ઘેરી લેતા એલ્યુમિનિયમ એક્સટ્રુઝનનો સમાવેશ કરે છે. લવચીક લિપ સીલ આંતરિક, માર્ગદર્શિત રીડહેડને સ્કેલ વાંચવા માટે પરવાનગી આપે છે. આ યાંત્રિક વ્યવસ્થા દ્વારા લાદવામાં આવેલા ઘર્ષણ અને ઉન્માદને કારણે ચોકસાઈ મર્યાદિત છે. સૌથી વધુ ચોકસાઈ માટે, સૌથી ઓછું માપન હિસ્ટ્રેસીસ અને સૌથી ઓછું ઘર્ષણ કાર્યક્રમો, ખુલ્લા રેખીય સંકેતલિપીનો ઉપયોગ થાય છે. લીનિયર એન્કોડર્સ રોન્ચી અથવા ફેઝ ગ્રેટિંગ્સનો ઉપયોગ કરીને ટ્રાન્સમિસિવ (ગ્લાસ) અથવા રિફ્લેક્ટિવ સ્કેલનો ઉપયોગ કરી શકે છે. સ્કેલ સામગ્રીમાં ક્રોમ ઓન ગ્લાસ, મેટલ (સ્ટેઈનલેસ સ્ટીલ, ગોલ્ડ પ્લેટેડ સ્ટીલ, ઇન્વર), સિરામિક્સ (ઝેરોદુર) અને પ્લાસ્ટિકનો સમાવેશ થાય છે. સ્કેલ સ્વ-સહાયક હોઈ શકે છે, સબસ્ટ્રેટ (એડહેસિવ અથવા એડહેસિવ ટેપ દ્વારા) અથવા ટ્રેક માઉન્ટ કરવા માટે થર્મલ રીતે નિપુણ હોઈ શકે છે. ટ્રેક માઉન્ટિંગ સ્કેલને તેના પોતાના થર્મલ વિસ્તરણના ગુણાંકને જાળવવાની મંજૂરી આપી શકે છે અને શિપમેન્ટ માટે મોટા ઉપકરણોને તોડવાની મંજૂરી આપે છે. એન્કોડર શબ્દો રિઝોલ્યુશન રિપીટેબિલિટી હિસ્ટેરેસિસ સિગ્નલ-ટુ-ઘોંઘાટ ગુણોત્તર/ઘોંઘાટ/ઝણઝણાટ લિસાજસ આકૃતિ ચતુર્ભુજ સૂચકાંક/સંદર્ભ ચિહ્ન/ડેટમ/ફિડ્યુશિયલ ડિસ્ટન્સ કોડેડ સંદર્ભ ગુણ (ડી. સી. આર. એમ.) રોટરી એન્કોડર સંદર્ભો પણ જુઓ વધુ વાંચન ઇલેક્ટ્રોમિકેનિકલ એન્જિનિયરિંગ પોઝિશન સેન્સર