Linear encoder
एक रैखिक एनकोडर एक संवेदक, ट्रांसड्यूसर या रीडहेड है जिसे एक पैमाने के साथ जोड़ा जाता है जो स्थिति को कूटबद्ध करता है। संवेदक कूटबद्ध स्थिति को एनालॉग या डिजिटल संकेत में बदलने के लिए पैमाने को पढ़ता है, जिसे फिर डिजिटल रीडआउट (डी. आर. ओ.) या गति नियंत्रक द्वारा स्थिति में कूटबद्ध किया जा सकता है। एनकोडर या तो वृद्धिशील या निरपेक्ष हो सकता है। एक वृद्धिशील प्रणाली में, स्थिति समय के साथ गति द्वारा निर्धारित की जाती है; इसके विपरीत, एक निरपेक्ष प्रणाली में, गति समय के साथ स्थिति द्वारा निर्धारित की जाती है। रैखिक एनकोडर प्रौद्योगिकियों में ऑप्टिकल, चुंबकीय, प्रेरक, कैपेसिटिव और एडी करंट शामिल हैं। ऑप्टिकल तकनीकों में शैडो, सेल्फ इमेजिंग और इंटरफेरोमेट्रिक शामिल हैं। रैखिक एनकोडर का उपयोग मेट्रोलॉजी उपकरणों, गति प्रणालियों, इंकजेट प्रिंटर और उच्च परिशुद्धता मशीनिंग उपकरणों में किया जाता है जो डिजिटल कैलिपर्स और समन्वय मापने वाली मशीनों से लेकर चरणों, सीएनसी मिलों, गैन्ट्री टेबल और अर्धचालक स्टेपर के निर्माण तक होते हैं। भौतिक सिद्धांत रैखिक एनकोडर ट्रांसड्यूसर होते हैं जो स्थिति को एनकोड करने के लिए कई अलग-अलग भौतिक गुणों का दोहन करते हैंः स्केल/संदर्भ आधारित ऑप्टिकल रैखिक एनकोडर उच्च रिज़ॉल्यूशन बाजार पर हावी होते हैं और शटर/मोयर, विवर्तन या होलोग्राफिक सिद्धांतों को नियोजित कर सकते हैं। ऑप्टिकल एनकोडर एनकोडर की मानक शैलियों में सबसे सटीक हैं, और औद्योगिक स्वचालन अनुप्रयोगों में सबसे अधिक उपयोग किए जाते हैं। एक ऑप्टिकल एनकोडर को निर्दिष्ट करते समय, यह महत्वपूर्ण है कि एनकोडर में धूल, कंपन और औद्योगिक वातावरण के लिए सामान्य अन्य स्थितियों से संदूषण को रोकने के लिए अतिरिक्त सुरक्षा हो। विशिष्ट वृद्धिशील पैमाने की अवधि सैकड़ों माइक्रोमीटर से लेकर उप-माइक्रोमीटर तक भिन्न होती है। इंटरपोलेशन एक नैनोमीटर के रूप में ठीक संकल्प प्रदान कर सकता है। उपयोग किए जाने वाले प्रकाश स्रोतों में अवरक्त एलईडी, दृश्य एलईडी, लघु प्रकाश-बल्ब और लेजर डायोड शामिल हैं। चुंबकीय चुंबकीय रैखिक एनकोडर या तो सक्रिय (चुंबकीय) या निष्क्रिय (परिवर्तनीय अनिच्छा) तराजू को नियोजित करते हैं और स्थिति को इंद्रिय-कुंडल, हॉल प्रभाव या चुंबकीय रीडहेड का उपयोग करके महसूस किया जा सकता है। ऑप्टिकल एनकोडर (आमतौर पर कुछ सौ माइक्रोमीटर से कई मिलीमीटर) की तुलना में मोटे पैमाने की अवधि के साथ एक माइक्रोमीटर के क्रम में संकल्प मानक हैं। कैपेसिटिव कैपेसिटिव रैखिक एनकोडर एक पाठक और पैमाने के बीच कैपेसिटेंस को महसूस करके काम करते हैं। विशिष्ट अनुप्रयोग डिजिटल कैलिपर्स हैं। नुकसानों में से एक असमान गंदगी के प्रति संवेदनशीलता है, जो स्थानीय रूप से सापेक्ष पारगम्यता को बदल सकती है। इंडक्टिव इंडक्टिव तकनीक संदूषकों के लिए मजबूत है, जो कैलिपर्स और अन्य माप उपकरणों की अनुमति देती है जो शीतलक-प्रतिरोधी हैं। प्रेरक मापन सिद्धांत का एक प्रसिद्ध अनुप्रयोग इंडक्टोसिन है। एड्डी वर्तमान यू. एस. पेटेंट 3820110, "एड्डी वर्तमान प्रकार का डिजिटल एनकोडर और स्थिति संदर्भ", इस प्रकार के एनकोडर का एक उदाहरण देता है, जो उच्च और निम्न पारगम्यता, गैर-चुंबकीय सामग्री के साथ कोडित पैमाने का उपयोग करता है, जिसे एसी सर्किट के प्रेरण में परिवर्तनों की निगरानी करके पता लगाया और डिकोड किया जाता है जिसमें एक प्रेरक कुंडल संवेदक शामिल होता है। मैक्सॉन एक उदाहरण (रोटरी एनकोडर) उत्पाद (माइल एनकोडर) बनाता है। स्केल के बिना ऑप्टिकल इमेज सेंसर सेंसर एक इमेज कोरिलेशन विधि पर आधारित होते हैं। संवेदक मापी जा रही सतह से बाद की तस्वीरें लेता है और विस्थापन के लिए छवियों की तुलना करता है। एक नैनोमीटर तक के संकल्प संभव हैं। अनुप्रयोग रैखिक एनकोडर के लिए अनुप्रयोग के दो मुख्य क्षेत्र हैंः मापन मापन अनुप्रयोग में समन्वय-मापन मशीन (सीएमएम), लेजर स्कैनर, कैलिपर्स, गियर माप, तनाव परीक्षक और डिजिटल रीड आउट (डी. आर. ओ.) शामिल हैं। गति प्रणाली सर्वो नियंत्रित गति प्रणाली रैखिक एनकोडर का उपयोग करती है ताकि सटीक, उच्च गति आंदोलन प्रदान किया जा सके। विशिष्ट अनुप्रयोगों में रोबोटिक्स, मशीन उपकरण, पिक-एंड-प्लेस पी. सी. बी. असेंबली उपकरण; अर्धचालक संचालन और परीक्षण उपकरण, वायर बॉन्डर, प्रिंटर और डिजिटल प्रेस शामिल हैं। आउटपुट संकेत प्रारूप वृद्धिशील संकेत रैखिक एनकोडर में एनालॉग या डिजिटल आउटपुट हो सकते हैं। रैखिक एनकोडरों के लिए उद्योग मानक एनालॉग आउटपुट साइन और कोसाइन चतुर्भुज संकेत हैं। ये आमतौर पर अलग-अलग प्रसारित होते हैं ताकि ध्वनि प्रतिरक्षा में सुधार हो सके। एक प्रारंभिक उद्योग मानक 12 एम. यू. ए. पीक-पीक करंट सिग्नल था, लेकिन हाल ही में इसे 1 वी. पीक से पीक वोल्टेज सिग्नल के साथ बदल दिया गया है। डिजिटल संचरण की तुलना में, एनालॉग संकेतों की कम बैंडविड्थ ईएमसी उत्सर्जन को कम करने में मदद करती है। चतुर्भुज साइन/कोसाइन संकेतों की निगरानी एक गोलाकार लिसाजस आकृति प्रदर्शित करने के लिए XY मोड में एक ऑसिलोस्कोप का उपयोग करके आसानी से की जा सकती है। उच्चतम सटीकता संकेत प्राप्त किए जाते हैं यदि लिसाजस आकृति गोलाकार है (कोई लाभ या चरण त्रुटि नहीं) और पूरी तरह से केंद्रित है। आधुनिक एनकोडर प्रणालियाँ इन त्रुटि तंत्रों को स्वचालित रूप से ट्रिम करने के लिए सर्किटरी का उपयोग करती हैं। रैखिक एनकोडर की समग्र सटीकता रीडहेड द्वारा पेश किए गए पैमाने की सटीकता और त्रुटियों का एक संयोजन है। त्रुटि बजट में पैमाने के योगदान में रैखिकता और ढलान (स्केलिंग कारक त्रुटि) शामिल हैं। रीडहेड त्रुटि तंत्र को आमतौर पर चक्रीय त्रुटि या उप-विभागीय त्रुटि (एस. डी. ई.) के रूप में वर्णित किया जाता है क्योंकि वे हर पैमाने की अवधि को दोहराते हैं। रीडहेड अशुद्धता में सबसे बड़ा योगदानकर्ता सिग्नल ऑफसेट है, इसके बाद सिग्नल असंतुलन (अण्डाकारता) और चरण त्रुटि (चतुर्भुज संकेत बिल्कुल 90° अलग नहीं हैं) है। कुल मिलाकर संकेत का आकार एनकोडर की सटीकता को प्रभावित नहीं करता है, हालांकि, संकेत-से-शोर और घबराहट प्रदर्शन छोटे संकेतों के साथ खराब हो सकता है। स्वचालित संकेत क्षतिपूर्ति तंत्र में स्वचालित ऑफसेट क्षतिपूर्ति (ए. ओ. सी.), स्वचालित शेष क्षतिपूर्ति (ए. बी. सी.) और स्वचालित लाभ नियंत्रण (ए. जी. सी.) शामिल हो सकते हैं। चरण को गतिशील रूप से क्षतिपूर्ति करना अधिक कठिन है और आमतौर पर स्थापना या अंशांकन के दौरान एक बार के मुआवजे के रूप में लागू किया जाता है। अशुद्धि के अन्य रूपों में संकेत विरूपण (अक्सर साइन/कोसाइन संकेतों का हार्मोनिक विरूपण) शामिल है। डिजिटल ए रैखिक वृद्धिशील एनकोडर में दो डिजिटल आउटपुट संकेत होते हैं, ए और बी, जो चतुर्भुज वर्ग तरंगों को जारी करते हैं। अपने आंतरिक तंत्र के आधार पर, एक एनकोडर सीधे सेंसर से ए और बी प्राप्त कर सकता है जो मूल रूप से प्रकृति में डिजिटल हैं, या यह अपने आंतरिक, एनालॉग साइन/कोसाइन संकेतों को प्रक्षेपित कर सकता है। बाद के मामले में, अंतर्वेशन प्रक्रिया प्रभावी रूप से पैमाने की अवधि को उप-विभाजित करती है और इस तरह उच्च माप संकल्प प्राप्त करती है। किसी भी मामले में, एनकोडर चतुर्भुज वर्ग तरंगों का उत्पादन करेगा, जिसमें दो चैनलों के किनारों के बीच की दूरी एनकोडर का संकल्प होगी। संदर्भ चिह्न या सूचकांक पल्स भी डिजिटल रूप में आउटपुट होता है, एक पल्स के रूप में जो एक से चार यूनिट-ऑफ-रिज़ॉल्यूशन चौड़ा होता है। आउटपुट संकेतों को स्थिति पर नज़र रखने के लिए सीधे डिजिटल वृद्धिशील एनकोडर इंटरफेस में प्रेषित किया जा सकता है। रैखिक वृद्धिशील एनकोडर के प्रमुख लाभ बेहतर शोर प्रतिरक्षा, उच्च माप सटीकता और स्थिति परिवर्तनों की कम विलंबता रिपोर्टिंग हैं। हालांकि, उच्च आवृत्ति, तेज संकेत किनारे अधिक ईएमसी उत्सर्जन का उत्पादन कर सकते हैं। पूर्ण संदर्भ संकेतों के साथ-साथ एनालॉग या डिजिटल वृद्धिशील आउटपुट संकेत, रैखिक एनकोडर पूर्ण संदर्भ या स्थिति संकेत प्रदान कर सकते हैं। संदर्भ चिह्न अधिकांश वृद्धिशील, रैखिक एनकोडर एक सूचकांक या संदर्भ चिह्न पल्स का उत्पादन कर सकते हैं जो पावर-अप पर या शक्ति के नुकसान के बाद उपयोग के लिए पैमाने के साथ एक डेटम स्थिति प्रदान करता है। यह सूचकांक संकेत पैमाने की एक, अद्वितीय अवधि के भीतर स्थिति की पहचान करने में सक्षम होना चाहिए। संदर्भ चिह्न में पैमाने पर एक एकल विशेषता, एक ऑटोकोरिलेटर पैटर्न (आमतौर पर एक बार्कर कोड) या एक चहचहाना पैटर्न शामिल हो सकता है। दूरी कोडित संदर्भ चिह्न (डी. सी. आर. एम.) को स्केल पर एक अद्वितीय पैटर्न में रखा जाता है जो रीडहेड की स्थिति को परिभाषित करने के लिए न्यूनतम गति (आमतौर पर दो संदर्भ चिह्नों से आगे बढ़ने) की अनुमति देता है। स्केल पर कई, समान दूरी के संदर्भ चिह्न भी रखे जा सकते हैं जैसे कि स्थापना के बाद, वांछित मार्कर का चयन या तो किया जा सकता है-आमतौर पर एक चुंबक के माध्यम से या ऑप्टिकल या अवांछित रूप से लेबल का उपयोग करके या पेंट करके चुना जाता है। एब्सोल्यूट कोड उपयुक्त एन्कोडेड स्केल (मल्टीट्रैक, वर्नियर, डिजिटल कोड, या छद्म-यादृच्छिक कोड) के साथ एक एन्कोडर बिना किसी गति या संदर्भ स्थिति खोजने की आवश्यकता के अपनी स्थिति निर्धारित कर सकता है। इस तरह के पूर्ण एनकोडर भी क्रमिक संचार प्रोटोकॉल का उपयोग करके संवाद करते हैं। इनमें से कई प्रोटोकॉल स्वामित्व वाले हैं (जैसे, फैनुक, मित्सुबिशी, फीडेट (फेगर ऑटोमेशन), हाइडेनहेन एनडेट, ड्राइवक्लिक, पैनासोनिक, यास्कावा) लेकिन बीआईएसएस जैसे खुले मानक अब दिखाई दे रहे हैं, जो उपयोगकर्ताओं को किसी विशेष आपूर्तिकर्ता से बांधने से बचाते हैं। सीमा स्विच कई रैखिक एनकोडर में अंतर्निर्मित सीमा स्विच शामिल हैं; या तो ऑप्टिकल या चुंबकीय। दो सीमा स्विच अक्सर इस तरह से शामिल किए जाते हैं कि पावर-अप पर नियंत्रक यह निर्धारित कर सकता है कि क्या एन्कोडर यात्रा के अंत में है और किस दिशा में अक्ष को चलाना है। भौतिक व्यवस्था और सुरक्षा रैखिक एनकोडर या तो संलग्न या खुले हो सकते हैं। संलग्न रैखिक एनकोडरों को मशीन-उपकरण जैसे गंदे, प्रतिकूल वातावरण में नियोजित किया जाता है। इनमें आम तौर पर एक एल्यूमीनियम एक्सट्रूज़न होता है जो एक कांच या धातु के पैमाने को घेरता है। लचीले होंठ मुहर एक आंतरिक, निर्देशित रीडहेड को पैमाने को पढ़ने की अनुमति देते हैं। इस यांत्रिक व्यवस्था द्वारा लगाए गए घर्षण और हिस्टैरिसीस के कारण सटीकता सीमित है। उच्चतम सटीकता के लिए, सबसे कम माप हिस्टैरिसीस और सबसे कम घर्षण अनुप्रयोगों, खुले रैखिक एनकोडर का उपयोग किया जाता है। रैखिक एनकोडर ट्रांसमिसिव (ग्लास) या रिफ्लेक्टिव स्केल का उपयोग कर सकते हैं, जिसमें रोंची या फेज ग्रेटिंग्स का उपयोग किया जा सकता है। स्केल सामग्री में कांच पर क्रोम, धातु (स्टेनलेस स्टील, गोल्ड प्लेटेड स्टील, इन्वर), चीनी मिट्टी के बर्तन (जेरोडुर) और प्लास्टिक शामिल हैं। स्केल स्व-सहायक हो सकता है, थर्मल रूप से सब्सट्रेट (चिपकने वाले या चिपकने वाले टेप के माध्यम से) या ट्रैक पर महारत हासिल कर सकता है। ट्रैक माउंटिंग पैमाने को थर्मल विस्तार के अपने गुणांक को बनाए रखने की अनुमति दे सकता है और शिपमेंट के लिए बड़े उपकरणों को तोड़ने की अनुमति देता है। एनकोडर शब्द रिज़ॉल्यूशन रिपीटेबिलिटी हिस्टैरिसीस सिग्नल-टू-नॉइज़ रेश्यो/नॉइज़/जिटर लिसाजस फिगर क्वाड्रेचर इंडेक्स/रेफरेंस मार्क/डेटम/फिड्यूशियल डिस्टेंस कोडेड रेफरेंस मार्क्स (डी. सी. आर. एम.) रोटरी एनकोडर भी देखें संदर्भ आगे पढ़ने के लिए इलेक्ट्रोमैकेनिकल इंजीनियरिंग पोजीशन सेंसर