3.2 Giao diện
3.2.1 Giao diện gia tăng
Giao diện điện áp tương tự (1 VSS)
Sản phẩm AMSA-3B, AMSA-4B, AMSA-3L
Đầu đọc tín hiệu cho hệ thống tương tự, đầu ra bộ khuếch đại thuật toán, đầu ra vi sai hoàn toàn
Đầu đọc tín hiệu cho hệ thống tương tự, đầu ra bộ khuếch đại thuật toán, đầu ra vi sai hoàn toàn
Chú thích ký hiệu:
Giao diện này đảm bảo truyền dữ liệu an toàn và do đó là giao diện được sử dụng phổ biến nhất cho đo lường gia tăng. Tín hiệu gia tăng sin và cosin lệch pha 90°. Chu kỳ tín hiệu là 0,2 mm. Do điều chỉnh điện áp tín hiệu AGC (Kiểm soát tăng ích tự động), mức của tín hiệu gia tăng và tín hiệu tham chiếu sau khuếch đại vi sai luôn không đổi ở 1 ± 0,2 VSS. Tùy thuộc vào bộ điều khiển, giới hạn ngắt là khoảng 0,4 VSS đến 1,6 VSS.
Xung tham chiếu được đặt đối xứng tại điểm giao của sóng sin và cosin (45°). Chiều rộng và pha của xung tham chiếu bị giới hạn như trong sơ đồ. Khi đánh giá tín hiệu, độ chính xác của điểm tham chiếu có thể được cải thiện bằng cách sử dụng thêm thông tin gia tăng. Giao diện này phù hợp với tất cả các bộ điều khiển tiêu chuẩn hỗ trợ giao diện điện áp 1 VSS. Nên sử dụng điện trở đầu cuối 120 ohm. Chiều dài cáp tối đa cho đầu đọc là 30 mét.
Dạng sóng tín hiệu của giao diện điện áp tương tự, được hiển thị đảo ngược, với chu kỳ tín hiệu 200 μm
Bố trí chân
Giao diện TSU/TRU/TMU
| Chân | Tín hiệu | Loại tín hiệu | Nguồn | Tham chiếu | I/O | Min | Typ | Max |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | - Ua2 | - Cosine | ||||||
| 2 | + 5 V sensor | Phản hồi điện áp nguồn | output | 4.5 V | 5.0 V | 5.5 V | ||
| 3 | + Ua2 | + Cosine | ||||||
| 4 | - Ua0 | Tín hiệu tham chiếu | ||||||
| 5 | Screen | Màn chắn | - | |||||
| 6 | + Ua0 | + Tín hiệu tham chiếu | ||||||
| 7 | - Ua1 | - Sine | ||||||
| 8 | + 5 V | Điện áp nguồn | + | input | 4.5 V | 5.0 V | 5.5 V | |
| 9 | + Ua1 | + Sine | ||||||
| 10 | NC | Không kết nối | ||||||
| 11 | GND | Nối đất | - | + | ||||
| 12 | - | - | ||||||
| 13 | Screen | Màn chắn |
Giao diện kỹ thuật số
Sản phẩm AMSD-3B và AMSD-4B
Giao diện vi sai hoàn toàn theo tiêu chuẩn EIA-RS 422
Trong trường hợp giao diện đầu đọc kỹ thuật số, một cặp dây dẫn được sử dụng để truyền tín hiệu A+ và tín hiệu đảo A-. Tương tự, B+, B- và tín hiệu tham chiếu R+, R- cũng được truyền vi sai. Tại đây sử dụng bộ điều khiển đầu ra loại DS34C87TM của National Semiconductor.
Ưu điểm của truyền dẫn vi sai là khả năng chống nhiễu được tăng cường thông qua truyền đối xứng của tín hiệu đảo.
Hệ thống kỹ thuật số
Thời gian lên và xuống nhỏ hơn 20 ns. Khoảng cách cạnh tối thiểu (x) có thể được tính từ tần số đầu ra tối đa đã đặt và độ phân giải. Thiết bị điện tử hạ nguồn phải có khả năng xử lý đáng tin cậy tần số đầu ra tối đa. Tần số đầu ra có thể lập trình tối đa của đầu đọc là 8 MHz. Độ phân giải có thể đặt là 0,2 µm / 1 µm / 5 µm.
Dạng sóng tín hiệu của giao diện kỹ thuật số
Giao diện TSD/TRD/TMD
| Chân | Tín hiệu | Loại tín hiệu | Nguồn | Tham chiếu | I/O | Min | Typ | Max |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | A- | A- | ||||||
| 2 | + 5 V sensor | Phản hồi điện áp nguồn | output | 4.5 V | 5.0 V | 5.5 V | ||
| 3 | A+ | A+ | ||||||
| 4 | R- | Tín hiệu tham chiếu - | ||||||
| 5 | Screen | Màn chắn | - | |||||
| 6 | R+ | Tín hiệu tham chiếu + | ||||||
| 7 | B- | B- | ||||||
| 8 | + 5 V | Điện áp nguồn | + | input | 4.5 V | 5.0 V | 5.5 V | |
| 9 | B+ | B+ | ||||||
| 10 | NC | Không kết nối | ||||||
| 11 | GND | Nối đất | - | + | ||||
| 12 | - | - | ||||||
| 13 | Screen | Màn chắn |
3.2.2 Giao diện tuyệt đối
Sản phẩm AMSABS-3B và AMSABS-4B
Tín hiệu được truyền hoàn toàn vi sai theo tiêu chuẩn giao diện EIA - RS 485. Tại đây sử dụng bộ điều khiển đầu ra loại SN75LBC176AD của Texas Instruments.
Chú thích ký hiệu:
Một cặp dây dẫn được sử dụng để truyền tín hiệu đảo và không đảo. Tại bộ thu, tín hiệu gốc được tạo ra dựa trên sự chênh lệch giữa hai mức điện áp. Ưu điểm của hình thức truyền dữ liệu này là khả năng chống nhiễu được tăng cường.
Nên sử dụng điện trở đầu cuối 120 ohm.
Bố trí chân
RS 485 chỉ ghi lại các đặc tính điện của giao diện. Giao thức và bố trí chân là đặc thù theo ứng dụng. Giao diện tuyệt đối của SCHNEEBERGER sử dụng bố trí chân sau:
Bố trí chân
Giao diện TRH/TMH
| Chân | Tín hiệu | Loại tín hiệu | Nguồn | Tham chiếu | I/O | Min | Typ | Max |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | + 5 V sensor | Phản hồi điện áp nguồn | output | 4.5 V | 5.0 V | 5.5 V | ||
| 2 | - | NC | ||||||
| 3 | TX + | Phát + (Dữ liệu) | output | |||||
| 4 | Screen | Màn chắn | - | |||||
| 5 | TX - | Phát - (Dữ liệu) | output | |||||
| 6 | + 5 V | Điện áp nguồn | + | input | 4.5 V | 5.0 V | 5.5 V | |
| 7 | RX + | Nhận + (Xung nhịp) | input | |||||
| 8 | GND | Nối đất | - | + | ||||
| 9 | RX - | Nhận - (Xung nhịp) | input | |||||
| 10 | NC | Không kết nối | ||||||
| 11 | Screen | Màn chắn | ||||||
| 12 | - | - | ||||||
| 13 | Screen | Màn chắn | ||||||
| 14 | NC | Không kết nối | ||||||
| 15 | NC | Không kết nối | ||||||
| 16 | NC | Không kết nối | ||||||
| 17 | NC | Không kết nối | ||||||
| 18 | NC | Không kết nối |
Giao diện đồng bộ nối tiếp (SSI)
Giao diện đồng bộ nối tiếp bao gồm hai kênh (2x2 đôi dây xoắn). Kênh đầu tiên (chu kỳ) truyền tín hiệu xung nhịp từ thiết bị điện tử hạ nguồn đến hệ thống đo. Kênh thứ hai (dữ liệu) truyền thông tin hệ thống đo đồng bộ từ hệ thống đo đến thiết bị điện tử hạ nguồn, dưới dạng các từ dữ liệu.
Mỗi từ dữ liệu bao gồm tối đa 32 bit, chứa vị trí tuyệt đối hoàn chỉnh (ở dạng nhị phân hoặc mã Gray) cũng như tùy chọn tối đa ba bit đặc biệt có thể cấu hình (bit 3, 2 và 1). Các bit đặc biệt có thể là bit lỗi, cảnh báo hoặc bit kiểm tra chẵn lẻ. Bằng cách này, có thể phát hiện lỗi nhanh hơn và hệ thống có thể hoạt động an toàn và đáng tin cậy. Sản phẩm này có thể kết nối với các bộ điều khiển thương mại có giao diện đồng bộ nối tiếp.
Truyền vị trí
Thiết bị điện tử hạ nguồn phát lệnh bắt đầu truyền dữ liệu (2) đến hệ thống đo trên cạnh xuống đầu tiên (1) của tín hiệu xung nhịp. Sau đó, trên mỗi cạnh lên chu kỳ tiếp theo, một bit dữ liệu được truyền từ hệ thống đo đến thiết bị điện tử hạ nguồn. Sau khi truyền bit cuối cùng (bit có trọng số thấp nhất), quá trình truyền dữ liệu và chu kỳ dừng lại. Tín hiệu dữ liệu sau đó được đặt thành "mức thấp trong thời gian xác định tm" rồi nhảy lên "mức cao". Quá trình truyền dữ liệu mới chỉ có thể bắt đầu ở cạnh lên tiếp theo (4).
Sơ đồ thời gian tín hiệu SSI
Giao diện đồng bộ nối tiếp với tín hiệu tương tự (SSI + 1 VSS)
Giao diện đồng bộ nối tiếp với tín hiệu tương tự khác với các giao diện tuyệt đối khác ở chỗ về cơ bản nó bao gồm một giao diện gia tăng và một giao diện kỹ thuật số. Tín hiệu gia tăng được sử dụng để xác định vị trí với độ chính xác cao. Thông tin tuyệt đối được sử dụng để xác định giá trị vị trí. Vị trí gia tăng và vị trí tuyệt đối được xác định ở các phần khác nhau của mạch.
Điều này cho phép so sánh hai tín hiệu một cách nhất quán hơn. Do quá trình xử lý dư thừa các tín hiệu, độ tin cậy hoạt động của hệ thống được tăng cường đáng kể.
Dạng sóng tín hiệu của giao diện đồng bộ nối tiếp với tín hiệu tương tự, kết nối giữa giá trị SSI và tín hiệu tương tự
Minh họa cho đa vòng 11-bit và đơn vòng 2-bit, trong trường hợp đánh giá 4 cung phần tư
Kênh A, Kênh B và giá trị SSI (đa vòng 11-bit, đơn vòng 2-bit, 4 cung phần tư/chu kỳ)
Sóng sin và cosin xuất hiện trong cùng một chu kỳ, và giá trị đơn vòng luôn là 0. Trong bộ điều khiển, hai bit cuối bị cắt bỏ, chỉ đếm đa vòng, và thành phần đơn vòng độ phân giải cao được nội suy.
Danh sách tham số cho các bộ điều khiển cụ thể có sẵn theo yêu cầu.