De meeste incrementele encoders leveren minimaal één pulssignaal. Voor richting- en positiebepaling worden meestal twee kanalen gebruikt: A en B. Een derde kanaal, Z, N of R, wordt vaak gebruikt als index- of referentiepuls.
Bij vervanging moeten niet alleen het aantal pulsen, maar ook fasevolgorde, kanaalaantal, complementaire signalen, pulsbreedte en verwerking in de besturing overeenkomen.
Kort antwoord
Kanaal A en B zijn periodieke signalen die ongeveer 90 elektrische graden ten opzichte van elkaar verschoven zijn. De besturing bepaalt de draairichting door te kijken welk kanaal voorloopt. Het Z-kanaal geeft meestal één referentiegebeurtenis per omwenteling. Bij differentiële encoders zijn ook A-, B- en Z- aanwezig voor betere storingsonderdrukking.
Wat doet kanaal A?
Kanaal A levert pulsen wanneer de encoder beweegt. Bij een enkelkanaals encoder kan hiermee snelheid of afgelegde beweging worden bepaald, maar niet betrouwbaar de richting.
Het aantal pulsen per omwenteling wordt vaak vermeld als PPR, CPR, lines of impulses. De betekenis van deze termen kan per fabrikant verschillen, waardoor de datasheet en telmethode van de besturing altijd moeten worden gecontroleerd.
Wat doet kanaal B?
Kanaal B levert dezelfde basisfrequentie als A, maar is in fase verschoven. Bij een ideale quadratuurencoder bedraagt dit faseverschil 90 elektrische graden.
De besturing vergelijkt de volgorde van de flanken:
- loopt A voor op B, dan interpreteert de besturing dit als richting 1;
- loopt B voor op A, dan interpreteert de besturing dit als richting 2.
Welke fysieke draairichting als positief wordt gezien, hangt af van kijkrichting, fabrikantdefinitie en instelling in de besturing.
Wat doet het Z-, N- of R-kanaal?
Het derde kanaal wordt meestal gebruikt als index- of referentiepuls. Bij een roterende encoder verschijnt deze vaak eenmaal per omwenteling. Bij lineaire encoders kan sprake zijn van één of meerdere referentiemarkeringen.
Toepassingen zijn onder andere:
- refereren van een machineas;
- controle van één volledige omwenteling;
- synchroniseren van een mechanische cyclus;
- vastleggen van een nulpositie;
- bewaken of het getelde aantal pulsen tussen indexen klopt.
De indexpuls kan verschillende breedtes en elektrische relaties tot A en B hebben. Een vervanger met “ook een Z-kanaal” is daarom niet automatisch functioneel gelijk.
Schematische signaalvolgorde
| Moment | Kanaal A | Kanaal B | Interpretatie |
|---|---|---|---|
| 1 | Laag | Laag | Beginstatus |
| 2 | Hoog | Laag | A loopt voor |
| 3 | Hoog | Hoog | Volgende quadratuurstatus |
| 4 | Laag | Hoog | Vierde status |
| 5 | Laag | Laag | Nieuwe cyclus |
Bij omgekeerde beweging wordt deze volgorde in omgekeerde richting doorlopen.
Wat betekent x1-, x2- en x4-telling?
De encoder levert fysieke signaalperioden, maar de besturing kan meerdere flanken per periode tellen.
| Telmethode | Wat wordt geteld? | Counts bij 1.000 perioden per omwenteling |
|---|---|---|
| x1 | Bijvoorbeeld alleen stijgende flank van A | 1.000 |
| x2 | Stijgende en dalende flank van A | 2.000 |
| x4 | Alle flanken van A en B | 4.000 |
Hierdoor kunnen PPR en CPR in offertes, datasheets en software verschillende waarden lijken te hebben terwijl dezelfde fysieke encoder wordt bedoeld. Leg daarom vast of de fabrikant signaalperioden, pulsen, lijnen of counts na quadratuur vermeldt.
Wat zijn A-, B- en Z-?
Bij een differentiële line driver levert de encoder per kanaal twee tegengestelde signalen:
- A en A-;
- B en B-;
- Z en Z-.
Wanneer A hoog wordt, wordt A- laag en omgekeerd. De ontvanger beoordeelt het verschil tussen beide draden. Daardoor worden storingen die beide aders ongeveer gelijk beïnvloeden beter onderdrukt.
Andere schrijfwijzen zijn /A, A-not, Ā of A’. Hetzelfde geldt voor B en Z.
Single-ended versus differentieel
| Eigenschap | Single-ended A/B/Z | Differentieel A/A-, B/B-, Z/Z- |
|---|---|---|
| Aantal signaaladers | 3 plus voeding/massa | 6 plus voeding/massa |
| Referentie | Ieder signaal ten opzichte van common | Verschil binnen ieder paar |
| Storingsonderdrukking | Meer afhankelijk van kabel en omgeving | Doorgaans beter bij correcte twisted-pairverbinding |
| Ontvanger | Single-ended high-speed ingang | Differentiële line receiver |
| Typische aanduiding | HTL, push-pull, open collector | TTL/RS-422 line driver |
Gebruik deze tabel alleen als richting. Exacte uitvoering en signaalniveaus blijven modelafhankelijk.
Wat gebeurt er als A en B worden verwisseld?
De besturing ziet meestal de omgekeerde draairichting. Afhankelijk van de toepassing kan dit worden gecorrigeerd door bedrading of een softwareparameter, maar wijzig dit alleen wanneer de volledige pinbezetting en machinefunctie duidelijk zijn.
Bij een positioneer- of veiligheidsfunctie kan een onverwachte richting ernstige gevolgen hebben. Controleer na iedere wijziging de positieve bewegingsrichting en referentieprocedure.
Wat gebeurt er als A en A- worden verwisseld?
Dan keert de polariteit van het A-paar om. De ontvanger kan daardoor een faseverschuiving interpreteren die de richting verandert of foutieve quadratuur veroorzaakt. Dit is niet hetzelfde als het omwisselen van de complete A- en B-kanalen.
Waarom ontbreekt de Z-puls soms tijdens een meting?
- de as heeft nog geen volledige omwenteling gemaakt;
- de puls is zeer smal;
- de oscilloscooptrigger of teller staat verkeerd;
- het Z-kanaal is niet aanwezig in deze uitvoering;
- de index is programmeerbaar maar niet geactiveerd;
- de pinbezetting is anders dan verwacht;
- alleen Z- is aangesloten of gemeten;
- de machine gebruikt een externe referentiesensor in plaats van Z.
Foutbeelden in A/B-signalen
| Foutbeeld | Mogelijke oorzaak | Gevolg |
|---|---|---|
| Eén kanaal ontbreekt | Aderbreuk, connector, uitgang of ingang defect | Geen richting of foutieve telling |
| Faseverschil sterk afwijkend | Interne encoderfout, verkeerde meting of signaalvervorming | Quadratuurfouten |
| Extra smalle pulsen | Ruis, contactproblemen of slechte signaalintegriteit | Te veel counts |
| Afgeronde of trage flanken | Te lange kabel, hoge capaciteit, verkeerde belasting | Gemiste pulsen bij hoge snelheid |
| A en B identiek | Verkeerde bedrading of defect kanaal | Geen betrouwbare richting |
| Complementair paar niet tegengesteld | Kabel- of uitgangsfout | Differentieel ontvangstprobleem |
Welke gegevens moeten bij vervanging gelijk blijven?
- aantal signaalperioden of correct geïnterpreteerde resolutie;
- A/B-fase en gewenste draairichting;
- aanwezigheid van Z en Z-;
- positie en breedte van de indexpuls;
- single-ended of differentieel;
- uitgangstype en spanningsniveau;
- maximale uitgangsfrequentie;
- connector en pinbezetting;
- voedingsspanning;
- mechanische montage.
Kan een encoder zonder Z een encoder met Z vervangen?
Alleen wanneer de machine de indexpuls niet gebruikt. Bij refereren, synchronisatie of bewaking kan het ontbreken van Z tot een onbruikbare of onveilige situatie leiden.
Kan een 6-kanaals encoder een 3-kanaals encoder vervangen?
Vaak kan een 6-kanaals encoder ook worden gebruikt wanneer alleen A, B en Z nodig zijn, mits signaalniveau, uitgangstype en bedrading passend zijn. Ongebruikte complementaire uitgangen moeten volgens de fabrikant worden behandeld. Omgekeerd kan een 3-kanaals encoder niet zonder meer een differentiële 6-kanaals encoder vervangen.
Technische checklist
| Controle | Vraag |
|---|---|
| Resolutie | Betreft de waarde perioden, pulsen of counts na x4? |
| Richting | Welke richting is positief gezien vanaf welke aszijde? |
| Index | Is Z aanwezig en hoe breed/uitgelijnd is de puls? |
| Complementen | Zijn A-, B- en Z- vereist? |
| Uitgang | HTL, TTL/RS-422, open collector of anders? |
| Frequentie | Kan de volledige meetketen de hoogste snelheid verwerken? |
| Pinbezetting | Zijn alle pinnen per datasheet vergeleken? |
Veelgestelde vragen
Heeft iedere incrementele encoder A, B en Z?
Nee. Er bestaan enkelkanaals, tweekanaals en driekanaals uitvoeringen, met of zonder complementaire signalen.
Is Z altijd precies één puls per omwenteling?
Vaak wel bij roterende encoders, maar pulsbreedte, positie en aantal referenties kunnen per uitvoering verschillen.
Kan ik de draairichting in software omkeren?
Vaak wel, maar controleer eerst machinefunctie, referentiegedrag en eventuele veiligheidslogica.
Waarom telt mijn PLC vier keer zoveel?
Waarschijnlijk telt de ingang alle stijgende en dalende flanken van A en B, oftewel x4-quadratuur.
Gerelateerde pagina's
- incrementele encoder vervangen
- encoder identificeren aan de hand van foto’s
- encoderoplossingen
- incrementele encoders
- Wachendorff Automation
- A/B/Z-uitvoering laten controleren
A/B/Z-encoder laten vergelijken
Wilt u een bestaande incrementele encoder vervangen? Stuur het volledige typenummer, PPR/CPR, voedingsspanning, uitgangstype, pinbezetting en foto’s van montage en connector.
Via contact beoordeelt Indusen welke signalen en functies behouden moeten blijven en of een uitvoering uit het bestaande leveringsprogramma technisch passend is.