Was ist der Unterschied zwischen PPR, CPR und LPR eines Inkrementaldrehgebers?

6. Juni 2017 Verfasst von Jason Kelly

Was ist der Unterschied zwischen PPR, CPR und LPR eines Inkrementaldrehgebers?

Wenn sich ein Inkrementaldrehgeber dreht, erzeugt er zwei Rechteckausgänge A und B; zusammen bilden diese Signale den Quadraturausgang des Inkrementaldrehgebers. Bei den meisten Drehgebern sind diese quadratischen Wellen A und B um 90 Grad phasenverschoben. Durch die Beobachtung der wechselnden Zustände der A- und B-Ausgänge kann die Richtung des Drehgebers bestimmt werden.

Typische Drehgeber-Rechteckausgänge A und B
Typische Drehgeber-Rechteckausgänge A und B

Zur Bestimmung des Abstands, den ein Drehgeber zurückgelegt hat, oder mit welcher Geschwindigkeit er sich dreht, sind jedoch weitere Daten erforderlich. Zur Berechnung dieser Daten ist es wichtig, die Auflösung des Drehgebers zu kennen. Die Auflösung kann als die Granularität des Drehgebers angesehen werden, oder einfach gesagt, in wie viele Kuchenstücke der Drehgeber bei einer Revolution aufgeteilt ist. CUI verwendet den Begriff PPR (Pulses per Revolution), also Impulse pro Umdrehung, um die Drehgeberauflösung darzustellen. PPR beschreibt die Anzahl der hohen Impulse eines Drehgebers auf einem seiner Rechteckausgänge A oder B während einer einzigen Umdrehung. CUI nutzt PPR nicht zur Darstellung von Perioden pro Umdrehung, doch theoretisch wäre es immer noch richtig, da das Tastverhältnis unseres Standardangebots von Inkrementaldrehgebern 50 % beträgt. Sobald die Auflösung bekannt ist, kann man mit ihr berechnen, wie vielen mechanischen Graden jeder Impuls und jede Periode entspricht.

Sobald die PPR des Drehgebers bekannt ist, können mechanische Grade für jeden Impuls bestimmt werden
Sobald die PPR des Drehgebers bekannt ist, können mechanische Grade für jeden Impuls bestimmt werden

Nichtsdestotrotz wird der Begriff PPR nicht in der Bewegungssteuerungsindustrie verwendet. Obwohl CUI den Begriff PPR für alle Drehgeberprodukte verwendet, nutzen viele Unternehmen oft die Begriffe PPR, CPR, LPR und Auflösung synonym mit widersprüchlichen Definitionen.

CPR steht am häufigsten für Zählerwerte pro Umdrehung (Counts pro Revolution) und bezieht sich auf die Anzahl der quadraturdecodierten Zustände, die zwischen den beiden Ausgängen A und B existieren. Wenn beide Ausgänge A und B zwischen Hoch und Niedrig umschalten, gibt es 2 Informationsbits, die als 4 verschiedene Zustände dargestellt sind. Der Begriff Quadraturdecodierung beschreibt das Verfahren, bei dem beide Ausgänge A und B zusammen verwendet werden, um jede Zustandsänderung zu zählen. Dies führt zu 4 Mal die Anzahl der Zählungen, die für jeden Impuls oder jede Periode vorhanden sind. Daher entspricht die CPR eines Drehgebers der PPR des Drehgebers multipliziert mit 4. Es ist auch anzumerken, dass einige Drehgeberhersteller „CPR“ dazu verwenden, um Zyklen pro Umdrehung (Cycles per Revolution) zu beschreiben. Zyklen pro Umdrehung bezieht sich auf die vollständigen elektrischen Zyklen oder Perioden an einem beliebigen der Drehgeberausgänge und entspricht den Impulsen pro Umdrehung (Pulses per Revolution, PPR). Wenn Zählungen pro Umdrehung und Zyklen pro Umdrehung beide mit „CPR“ beschrieben werden, sich jedoch durch einen Faktor von 4 unterscheiden, kann dies verständlicherweise einige Verwirrung verursachen und man muss sorgfältig auf die Definition der Auflösung achten.

So vergleichen Sie typische Datenblatt-Wellenformzeichnungen und -zahlen
So vergleichen Sie typische Datenblatt-Wellenformzeichnungen und -zahlen

LPR, also Linien pro Umdrehung (Lines per Revolution), ist ein anderer Begriff, der PPR entspricht. Die Linie bezieht sich auf das Muster, das auf die Scheibe eines optischen Drehgebers geätzt oder gedruckt wurde. Jede Linie auf der Scheibe eines optischen Drehgebers stellt einen niedrigen Impuls an den Ausgang dar, da ein Verhältnis von 1:1 besteht.

Da die Auflösung in der Branche unterschiedlich definiert wird, ist es wichtig, beim Vergleichen der Produkte unterschiedlicher Drehgeberhersteller die Zahlen in das gleiche Format zu bringen. Dies geschieht am besten durch das Betrachten von Wellenformen oder Zeitdiagrammen auf dem Datenblatt und, wenn möglich, durch das Berechnen der Pulsbreite in Grad oder Bogenminuten.

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Jason Kelly

Jason Kelly

Elektromechanischer Konstrukteur

Als Konstrukteur für CUI-AMT-Drehgeber und Bewegungssteuerungs-Produkte arbeitet Jason Kelly intensiv an neuen Drehgeber-Designs, einschließlich der Erstellung von Zubehör, Software-Schnittstellen und Kunden-Tools. Sein Schwerpunkt auf führendem Engineering-Design und maßgeblichen -Praktiken zeigt sich deutlich in den innovativen AMT-Drehgebern von CUI sowie bei der Unterstützung von Kunden auf diesem Gebiet. Wenn er nicht im Labor am Design arbeitet, ist Jason damit beschäftigt, sein Haus umzubauen, an seinem Truck zu tüfteln und die Geheimnisse der Natur des pazifischen Nordwestens mit seiner Frau und seiner Familie zu erforschen.

 
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