ENCODER INCREMENTALI SINUSOIDALI

Gli encoder incrementali sinusoidali si differenziano dai normali incrementali per il fatto che i segnali disponibili in uscita non sono ad onda quadra (digitali), ma sono sinusoidali (analogici).
Questi trasduttori sono particolarmente adatti per essere applicati su motori con funzione di "sensore di retroazione".

Essi garantiscono un miglioramento delle prestazioni dinamiche rispetto ai sistemi normali.
Al fine di assicurare buone prestazioni di pilotaggio del motore da parte del convertitore, la retroazione da encoder deve fornire un alto numero di impulsi in particolare quando la velocità di retroazione del motore è bassa.
L'utilizzo di encoder incrementali tradizionali con alti impulsi diventa problematico in particolare per la difficoltà di trasmettere e trattare il segnale digitale quando il motore ruota a velocità elevata, ad esempio 6000 giri/min, in questo caso infatti la larghezza di banda necessaria al servomotore per trattare i segnali di un encoder a 18000 impulsi/giro supererebbe di molto la soglia dei MHz.
L'impiego di segnali analogici sinusoidali permette invece di limitare notevolmente l'inconveniente sopra citato simulando efficacemente un encoder ad alti impulsi.
Ciò si realizza con il metodo dell'interpolazione dei segnali analogici di due sinusoidi sfasate fra di loro di 90° elettrici (seno e coseno) per il calcolo dell'angolo di rotazione.
Si ottengono facilmente moltiplicazioni elevate delle sinusoidi base ottenendo per esempio da un encoder sinusoidale con 1024 sinusoidi/giro più di 100000 impulsi/giro.

La larghezza di banda necessaria alla ricezione del segnale, ad esempio a 6000 giri, è sufficiente che sia di poco superiore ai 100 kHz.

I segnali fomiti in uscita dall'encoder, sono formati da due sinusoidi sfasate tra di loro di 90° elettrici, chiamati comunemente seno e coseno, e da un segnale di zero centrato tra i due segnali sinusoidali.
Il segnale di zero,  anch'esso analogico,  ha una forma consimile ad un semiperiodo di  sinusoide e può essere facilmente squadrato per fornire un impulso di riferimento con angolo di apertura variabile in funzione del livello di "trigger" impostato.
Negli encoder sinusoidali possono essere integrati anche due segnali sinusoidali con periodo di 360° meccanici = 1 sinusoide al giro che svolgono la funzione di segnali di commutazione nel caso di applicazioni degli encoder su motori brushless.
Le uscite con risoluzioni di 1 sinusoide/giro sono utili perché è possibile ricavare da esse la posizione angolare assoluta dell'encoder utilizzandolo come se fosse un resolver.
Tutte le uscite degli encoder sinusoidali ELCIS sono fornite di serie di sinusoidi complementari per il facile trattamento dei segnali da parte dell'Utilizzatore e per una maggior immunità ai disturbi nella trasmissione del segnale.
La precisione di questi encoder sinusoidali è data dalla bontà delle sinusoidi che devono avere un contenuto di armoniche più basso possibile (bassa distorsione) ed una buona linearità delle stesse su tutta la rotazione dell'encoder.
Altro fattore importante è la stabilità dell'ampiezza e l'assenza di offset delle sinusoidi al variare della velocità dell'encoder (giri/min) e al variare della temperatura e della tensione di alimentazione.
Gli encoder sinusoidali ELCIS grazie a sofisticate tecnologie costruttive garantiscono una distorsione delle sinusoidi <1,5% e una variazione di ampiezza contenuta entro 3 dB fino a 160 kHz di frequenza di uscita con offset in cc praticamente nullo per tutto l'intervallo di temperatura da 0-70 °C.
Ricordiamo che:

 

La figura sottostante illustra le forme d'onda di un encoder ELCIS sinusoidale completo di sinusoidi sul giro.