Sensores de posición Incrementales

Los sensores de posición incrementales, dan un determinado número de impulsos por vuelta y requieren un contador para determinar la posición a partir de un origen de referencia,  deben acompañar al elemento cuya posición se quiere medir. Poseen dos zonas que tienen propiedades distintas y pueden ser diferenciadas inequívocamente. La disposición de estas zonas es equidistante y alternada.

Este tipo de sensores se utiliza cuando el método de codificación absoluto es demasiado incomodo debido al tamaño del disco.

Fig. 1: Elementos de un codificador incremental

Al incrementar la posición se produce un cambio a la salida si se atraviesa un cambio de zona. La resolución de estos sensores está dada por la cantidad de impulsos de salida.

D: es el diámetro del disco donde se encuentran las zonas.

X: es el ancho de cada sector codificado.

Generalmente un codificador incremental de rotación está formado por un disco con ranuras ubicadas muy juntas alrededor de su circunferencia. O también un disco con líneas claras y oscuras alternadas que giran delante de un foto sensor.

Cuando el sistema comienza a funcionar el emisor de luz empieza a emitir; a medida que el eje vaya girando, se producirán una serie de pulsos de luz en el receptor, correspondientes a la luz que atraviesa los huecos entre las marcas. Llevando una cuenta de esos pulsos es posible conocer la posición del eje.

El problema con este tipo de sensor es que no ofrece una posición absoluta, ni tampoco nos indica el sentido de avance. Por eso es necesario proveer al sistema de la posición 0 y a partir de ahí comenzar a contar hacia delante o hacia atrás. Para solucionar estos problemas se suele introducir otra franja de marcas por debajo, (ver figura 2) desplazada de la anterior, para poder controlar el sentido del giro; además suele ser necesario el empleo de una marca de referencia que nos ayudará a saber si hemos completado una vuelta.

Fig. 2: Patrones del disco de codificación incremental con 2 franjas, e indicador de 0.

(A: Franja principal, B:Franja secundaria, C:Marcador de 0)

Desventajas:

• Se pierde información de la posición si se deja de alimentar al sistema.
• Son necesarios contadores bidireccionales.

Estos codificadores pueden ser magnéticos, ópticos u eléctricos. Y su salida generalmente es un tren de pulsos.

Los codificadores que ofrecen mayor resolución son los ópticos. Ya que el tamaño del fotosensor es el que limita la distancia entre las ranuras, una forma de aumentar la resolución es colocar otras rejillas fijas entre las rejillas móviles y el sensor. De esta forma el detector recibirá el máximo de luz cuando todas las rejillas estén perfectamente alineadas. Y a medida que se mueva la intensidad decrecerá hasta llegar a un mínimo, por lo tanto se puede disponer de una señal continua entre los máximos.

[1]http://www.pc-control.co.uk/incremental_encoders.htm
[2]http://www.tecnoficio.com/electricidad/velocidad_de_motores_electricos5.php