3.2 Giao diện

3.2.1 Giao diện gia số

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

Giao diện này đảm bảo truyền dữ liệu an toàn và do đó là giao diện được sử dụng rộng rãi nhất cho các phép đo gia số. Các tín hiệu gia số sin và cosin lệch pha 90°. Chu kỳ tín hiệu là 0,2 mm. Nhờ chức năng điều chỉnh điện áp tín hiệu AGC (Automatic Gain Control), mức của tín hiệu gia số và tín hiệu tham chiếu sau khuếch đại vi sai luôn không đổi ở mức 1 ± 0,2 VSS. Tùy theo bộ điều khiển, giới hạn ngắt vào khoảng 0,4 VSS đến 1,6 VSS.

Xung tham chiếu được đặt đối xứng tại giao điểm của sóng sin và cosin (45°). Độ rộng và pha của xung tham chiếu bị giới hạn như thể hiện 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 số. Giao diện này phù hợp với tất cả các bộ điều khiển tiêu chuẩn hỗ trợ giao diện điện áp 1 VSS. Cần 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, hiển thị đảo ngược, với chu kỳ tín hiệu 200 μm

Sơ đồ chân

Giao diện TSU/TRU/TMU

Giao diện số

Sản phẩm AMSD-3B và AMSD-4B
Giao diện vi sai hoàn toàn theo tiêu chuẩn EIA-RS 422

Đối với giao diện đầu đọc 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 theo kiểu vi sai. Bộ điều khiển đầu ra loại DS34C87TM của National Semiconductor được sử dụng ở đây.

Ưu điểm của truyền vi sai là khả năng chống nhiễu được tăng cường nhờ truyền đối xứng tín hiệu đảo.

Hệ thống số

Thời gian tăng và giảm 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. Mạch điện tử phía sau phải có khả năng xử lý đáng tin cậy tần số đầu ra tối đa. Tần số đầu ra lập trình được tối đa của đầu đọc là 8 MHz. Các độ phân giải có thể cài đặt là 0,2 µm / 1 µm / 5 µm.

Hình minh họa cho thấy các tín hiệu không đảo. Mức của từng tín hiệu là High = 2,5 V–5 V và Low = 0 V–0,5 V.

Dạng sóng tín hiệu của giao diện số

Giao diện TSD/TRD/TMD

3.2.2 Giao diện tuyệt đối

Sản phẩm AMSABS-3B và AMSABS-4B

Các tín hiệu được truyền theo kiểu vi sai hoàn toàn theo tiêu chuẩn giao diện EIA - RS 485. Bộ điều khiển đầu ra loại SN75LBC176AD của Texas Instruments được sử dụng ở đây.

Chú giải ký hiệu:

Giao diện tuyệt đối:

1 = Chế độ high

2 = Chế độ common

3 = Chế độ low

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 chênh lệch giữa hai mức điện áp. Ưu điểm của hình thức truyền dữ liệu này là khả năng chống nhiễu được tăng cường.

Cần sử dụng điện trở đầu cuối 120 ohm.

Sơ đồ chân

RS 485 chỉ quy định các đặc tính điện của giao diện. Giao thức và sơ đồ chân tùy thuộc vào ứng dụng cụ thể. Giao diện tuyệt đối của SCHNEEBERGER sử dụng sơ đồ chân sau:

Sơ đồ chân

Giao diện TRH/TMH

SCHNEEBERGER cung cấp các giao thức truyền SSI và SSI + 1 V_SS cho các sản phẩm AMSABS của mình.

Giao diện nối tiếp đồng bộ (SSI)

Giao diện nối tiếp đồng bộ bao gồm hai kênh (2x2 cặp dây xoắn). Kênh thứ nhất (chu kỳ) truyền tín hiệu xung nhịp từ mạch điện tử phía sau đến hệ thống đo. Kênh thứ hai (dữ liệu) truyền thông tin của hệ thống đo một cách đồng bộ từ hệ thống đo đến mạch điện tử phía sau, dưới dạng các từ dữ liệu.

Mỗi từ dữ liệu bao gồm tối đa 32 bit, chứa toàn bộ vị trí tuyệt đối (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, bit cảnh báo hoặc bit chẵn lẻ. Nhờ đó, lỗi có thể được phát hiện nhanh hơn và hệ thống có thể hoạt động an toàn, đáng tin cậy. Sản phẩm này có thể được kết nối với các bộ điều khiển thương mại có giao diện nối tiếp đồng bộ.

Truyền vị trí

Mạch điện tử phía sau phát lệnh bắt đầu truyền dữ liệu (2) đến hệ thống đo tại cạnh xuống đầu tiên (1) của tín hiệu xung nhịp. Sau đó, tại mỗi cạnh lên tiếp theo của chu kỳ, một bit dữ liệu được truyền từ hệ thống đo đến mạch điện tử phía sau. Sau khi truyền xong bit cuối cùng (bit có trọng số thấp nhất), việc truyền dữ liệu và chu kỳ dừng lại. Khi đó tín hiệu dữ liệu được đặt về "mức thấp trong một khoảng thời gian xác định t_m" rồi chuyển sang "mức cao". Một lần truyền dữ liệu mới chỉ có thể bắt đầu tại cạnh lên tiếp theo (4).

Sơ đồ định thời tín hiệu SSI

Giao diện nối tiếp đồng bộ có tín hiệu tương tự (SSI + 1 VSS)

Giao diện nối tiếp đồng bộ có tín hiệu tương tự khác với các giao diện tuyệt đối khác ở chỗ về cơ bản nó bao gồm một giao diện gia số và một giao diện số. Tín hiệu gia số được dùng để xác định vị trí với độ chính xác cao. Thông tin tuyệt đối được dùng để xác định giá trị vị trí. Vị trí gia số và vị trí tuyệt đối được xác định ở các phần khác nhau của mạch điện.

Điều này giúp so sánh hai tín hiệu một cách nhất quán hơn. Nhờ việc xử lý dư thừa các tín hiệu, độ tin cậy vận hành của hệ thống được tăng lên đáng kể.

Dạng sóng tín hiệu của giao diện nối tiếp đồng bộ có tín hiệu tương tự, mối liên hệ giữa các giá trị SSI và tín hiệu tương tự

Minh họa cho 11 bit multi-turn và 2 bit single-turn, trong trường hợp đánh giá 4 góc phần tư

Track A, Track B và giá trị SSI (11 bit multi-turn, 2 bit single-turn, 4 góc phần tư/chu kỳ)

Sóng sin và cosin xuất hiện trong cùng một chu kỳ, và giá trị single-turn luôn bằng 0. Trong bộ điều khiển, hai bit cuối bị cắt bỏ, chỉ multi-turn được đếm, và thành phần single-turn độ phân giải cao được nội suy.

Danh sách tham số cho các bộ điều khiển cụ thể có sẵn theo yêu cầu.