16.6.5 Thuật ngữ, Mẹo ứng dụng và Khắc phục sự cố

7 Thuật ngữ và Định nghĩa

7.1 Mô-đun giao diện

Trong mô-đun giao diện, dữ liệu cảm biến được chuyển đổi thành tín hiệu tương tự chuẩn hóa (1 Vpp) hoặc tín hiệu số chuẩn hóa (TTL).

• Các tín hiệu được khuếch đại
• Sai số pha giữa tín hiệu sin và cosin được hiệu chỉnh
• Độ lệch được bù trừ

Mô-đun giao diện số còn bao gồm một bộ nội suy chuyển đổi tín hiệu tương tự thành tín hiệu số. Để biết thêm thông tin, xem Mục 6.2 "Nội suy".

7.1.1 So sánh mô-đun giao diện tương tự và số

Số, có vỏ bọc

Tương tự, có vỏ bọc

Nhìn từ trên: Số, không có vỏ bọc

Nhìn từ trên: Tương tự, không có vỏ bọc

Nhìn từ dưới: Số, không có vỏ bọc

Nhìn từ dưới: Tương tự, không có vỏ bọc

7.2 Cấp chính xác

Cấp chính xác xác định độ lệch đo lường tối đa dự kiến của một hệ thống trong các điều kiện vận hành được chỉ định. Hệ thống đo lường khoảng cách với cấp chính xác 3 μm cho phép độ lệch +/- 3 μm.

7.3 Độ lặp lại

Độ lặp lại một chiều của hệ thống đo lường thường được hiểu là khả năng lặp lại kết quả mà một hệ thống cụ thể trả về trong các điều kiện môi trường hoàn toàn giống nhau. Khi đánh giá điều này, độ lệch đo lường phải được biết và tính vào phân tích.

Độ lặp lại của vị trí trục có thể được xác định cho một tốc độ di chuyển cụ thể bằng các phương pháp đơn giản bằng cách tính giá trị trung bình cộng và độ lệch chuẩn của nhiều phép đo.

7.4 Định vị tham chiếu

Hệ thống đo lường gia tăng không thể xác định vị trí chính xác sau khi khởi động. Vì vậy, một rãnh khác được thêm vào bên cạnh rãnh gia tăng — rãnh tham chiếu. Một hoặc nhiều điểm tham chiếu có thể được đánh dấu trên rãnh tham chiếu.

Cần thực hiện hành trình tham chiếu của bàn trượt để định vị tham chiếu hệ thống. Trục thường di chuyển theo một hướng cho đến điểm dừng cơ học. Từ đó, trục di chuyển ngược lại cho đến khi dấu tham chiếu được phủ. Thông thường, dấu tham chiếu cách đều nhau luôn được tiếp cận từ cùng một hướng. (Một chiều)

Bộ điều khiển sau đó có thể sử dụng tín hiệu tham chiếu để sửa đổi bộ đếm nội bộ thành một giá trị được chỉ định. Đối với mô-đun giao diện tương tự, bộ điều khiển nhận ra vị trí được xác định trước của tín hiệu gia tăng (thường là SIN = COS và cả hai đều lớn hơn không), cũng như REF = "cao" là vị trí tham chiếu.

7.5 Sai lệch tuần hoàn

Tất cả hệ thống đo lường khoảng cách gia tăng đều bị ảnh hưởng bởi hiệu ứng sai lệch tuần hoàn, có bước sóng tương ứng chính xác với khoảng cách phân chia hoặc một phần của nó. Sai lệch tuần hoàn này, còn được gọi là độ lệch sóng ngắn (SWD), xảy ra do các sai lệch nhỏ trong hệ thống cảm biến hoặc xử lý tín hiệu điện. Điều này có nghĩa là các tín hiệu sin và cosin lệch khỏi dạng chính xác về mặt toán học. Các sai lệch có thể được phân loại theo sắp xếp (sóng hài).

7.5.1 Lỗi nội suy

Nếu sai lệch tuần hoàn chỉ xảy ra trong quá trình số hóa và tính toán vị trí, thì chúng ta gọi đó là lỗi nội suy.

7.6 Lỗi so sánh

Lỗi so sánh, còn được gọi là lỗi Abbe, là một sai lệch hệ thống xảy ra khi trục của chuẩn chiều dài không trùng với trục của chuẩn khoảng cách. Nguyên nhân của sai lệch là các chuyển động quay nhỏ trong thiết kế trục, ảnh hưởng đến kết quả đo lường.

7.7 Tốc độ lấy mẫu

Tốc độ lấy mẫu mô tả tần số mà tín hiệu tương tự được lấy mẫu theo từng khoảng thời gian. Thông thường khoảng thời gian là một giây, do đó đơn vị của tốc độ lấy mẫu là Hz. Để đảm bảo tái tạo đầy đủ tín hiệu gốc, tần số lấy mẫu phải ít nhất gấp đôi tần số tín hiệu gốc theo định lý lấy mẫu Nyquist-Shannon.

7.8 Truyền tín hiệu đơn đầu

Đối với truyền tín hiệu đơn đầu, điện áp thay đổi tương đối so với điện thế tham chiếu (đất điện). Đây là cách truyền dữ liệu đơn giản và thuận tiện, chỉ cần một dây cho mỗi tín hiệu.

Nhược điểm là độ nhạy cảm với nhiễu tương đối cao. Vì vậy, loại truyền tín hiệu này chỉ nên được sử dụng cho khoảng cách ngắn và tốc độ thấp.

7.9 Truyền tín hiệu vi sai

Đối với truyền tín hiệu vi sai, tín hiệu được mô tả bằng chênh lệch điện áp mà không cần tham chiếu đến đất điện. Thay vì một dây dẫn tín hiệu đơn, một cặp dây được sử dụng. Một dây mang tín hiệu, dây kia mang tín hiệu đảo ngược. Bộ điều khiển sau đó tổng hợp hiệu giữa hai tín hiệu thành tín hiệu vi sai (ví dụ: tín hiệu A+ và A- thành A).

Truyền tín hiệu vi sai là giải pháp tốt hơn cho hầu hết các ứng dụng vì nó chịu đựng nhiễu tốt hơn. Sự ghép nối vào các tín hiệu gần như giống nhau cho cả hai dây, do đó nhiễu gần như bị loại bỏ khi tạo ra hiệu.

Tiêu chuẩn RS422 (vi sai) được phát triển đặc biệt cho khoảng cách lớn hơn và tốc độ truyền cao hơn.

7.10 Hướng di chuyển

Hướng di chuyển có thể được đọc từ quan hệ pha của các tín hiệu điện. Một tín hiệu dẫn trước hoặc trễ sau tín hiệu kia, tùy thuộc vào hướng.

Sử dụng mô-đun giao diện số: Nếu bàn trượt di chuyển theo hướng của cáp dẹt linh hoạt, tín hiệu trên kênh A dẫn trước kênh B 90°. Từ đó bộ điều khiển nhận ra hướng di chuyển dương, nghĩa là bộ đếm đếm lên. Theo hướng ngược lại, tín hiệu trên kênh A trễ sau kênh B 90°. Bộ đếm đếm xuống.

Hướng đếm cho mô-đun giao diện tương tự bị đảo ngược.

8 Mẹo ứng dụng

8.1 Điều kiện vận hành của MINISLIDE MSQscale

MINISLIDE MSQscale có hệ thống đo lường quang học mở. Cũng như mọi hệ thống đo lường quang học, các chất bẩn như bụi làm giảm hoạt động của hệ thống. Vì vậy, không khuyến nghị sử dụng MINISLIDE MSQscale trong các ứng dụng mà bụi, phoi, hạt hoặc chất lỏng được dự kiến có mặt trong quá trình vận hành. Các vết xước lớn hoặc các loại hư hỏng khác trên thước đo kích thước cũng gây hại tương tự.

Nói chung, MINISLIDE MSQscale phù hợp nhất để sử dụng trong môi trường sạch. Thông thường là trong các tình huống sử dụng các thiết bị quang học khác hoặc nơi có môi trường sạch.

Về khía cạnh này, MINISLIDE MSQscale khác với hệ thống đo lường khoảng cách AMS, được thiết kế đặc biệt cho môi trường khắc nghiệt hơn.

8.2 Đặc tính EMC của MINISLIDE MSQscale

MINISLIDE MSQscale và các phụ kiện của nó đã được kiểm tra theo tiêu chuẩn EN 61000. Kết quả kiểm tra xác nhận rằng MINISLIDE MSQscale tuân thủ các yêu cầu của tiêu chuẩn. Tuy nhiên, điều này không loại trừ khả năng xuất hiện nhiễu điện từ không mong muốn trong các trường hợp ứng dụng cụ thể. Việc tuân thủ các thực hành thiết kế EMC liên quan luôn là cần thiết.

8.3 Ảnh hưởng của từ trường đến MINISLIDE MSQscale

Từ trường tĩnh không có ảnh hưởng đến MINISLIDE MSQscale. Hiệu ứng cảm ứng có thể xảy ra với các trường xoay chiều, tùy thuộc vào bố trí cáp.

9 Khắc phục sự cố

9.1 Hiệu chỉnh mô-đun giao diện số

Hiệu chỉnh chỉ cần thiết khi cung cấp mô-đun giao diện số sau này! Khách hàng không thể thực hiện hiệu chỉnh cho mô-đun giao diện tương tự.

Quy trình:

• Bật MINISLIDE MSQscale
• Nhấn và giữ nút hiệu chỉnh A
• Di chuyển thanh dẫn hướng chậm rãi dọc toàn bộ chiều dài hành trình
• Nhả nút hiệu chỉnh
• Đặt lại MINISLIDE MSQscale (= tắt rồi bật lại)
• Điều khiển thanh dẫn hướng dọc toàn bộ chiều dài hành trình và đảm bảo chỉ đèn LED xanh lá sáng
• Nếu đèn LED đỏ sáng, phải lặp lại quy trình hiệu chỉnh

Mô-đun giao diện có vỏ bọc
A Nút hiệu chỉnh

Mô-đun giao diện không có vỏ bọc
A Nút hiệu chỉnh

9.2 Mô tả lỗi