Un codeur d'arbre,
aussi connu comme un codeur rotatif, est un dispositif qui rend compte de
l'angle de son axe de rotation. Elle est généralement fixée à un arbre de
moteur ou un autre dispositif de rotation et est utilisé pour suivre sa position
actuelle. Les codeurs sont souvent utilisés dans les applications robotiques,
souris d'ordinateur et de contrôles industriels. Ils sont aussi fréquemment
utilisés dans les changeurs de machines-outils, les lentilles de caméra et des
télescopes.
Un codeur de position angulaire absolue permet de
déterminer la position actuelle de son arbre de codeur à partir du moment où il
est mis sous tension. Contrairement à un codeur incrémental, il suit la
position de l'arbre absolue plutôt que la position relative de l'endroit où il
a commencé. Un codeur rotatif absolu peut utiliser des capteurs mécaniques,
magnétiques ou optiques avec un disque rotatif pour déterminer la position de
l'arbre. Encodeurs mécaniques utilisent des contacts glissants et un disque
avec des motifs métalliques conçus pour coder la position de l'arbre. Codeurs
magnétiques détectent la position de bandes magnétiques sur un disque alors que
les dispositifs de disques optiques lisent lumière spécialement codée et les
zones sombres.
Les données de position à partir d'un codeur de position
angulaire absolue est émis en sortie sous forme numérique ou analogique, en
fonction de la conception du dispositif. Les données numériques sont souvent
représenté en binaire, code Gray ou décimal codé binaire. Code Gray est une
forme modifiée de codage binaire dans lequel des codes de motif adjacents
diffèrent par un seul bit, ce qui réduit les erreurs dans les données de
position. Les données numériques peuvent généralement être sortie en parallèle
ou dans un format de série tels que asynchrones standard recommandées (RS) 422.
Des normes telles que l'interface série synchrone (SSI) et Controller Area
Network (CAN) sont aussi fréquemment pris en charge.
Les capteurs rotatifs incrémentaux, aussi connu comme
encodeurs en quadrature, mesurer le mouvement relatif de l'arbre. Ce type
d'encodeur utilise seulement deux capteurs optiques ou mécaniques pour détecter
la rotation de l'arbre d'un angle par rapport à l'autre. Pour garder une trace
de la position actuelle, un circuit externe peut être utilisé pour compter les
mouvements de l'arbre à partir d'un point de référence. Dans les codeurs
mécaniques, des cames sur le contact de fermeture de l'arbre avec des capteurs
mécaniques pour indiquer la position. Les codeurs optiques peuvent déterminer
le mouvement par la lecture de deux rails de lumière et sombre codés avec
photodiodes.
Bien que les données de position de sortie de la plupart
des codeurs incrémentaux avec des ondes carrées qui sont de 90 degrés hors de
phase, certains peuvent produire des ondes sinusoïdales à la place. Linéaire
incrémentale codeurs mesurent la distance en ligne droite plutôt que dans la
rotation. Ils sont souvent utilisés dans des machines-outils. Certains codeurs
incrémentaux comprennent mémoire avec une batterie de secours pour enregistrer
les informations de comptage. Ce type de codeur d'arbre associé à un point de
référence peut être utilisé pour suivre la position absolue, même à la mise
sous tension.
Un codeur rotatif de l'arbre optique peut habituellement
tourner à des vitesses élevées. Certaines unités peuvent pivoter jusqu'à 30 000
tours par minute (RPM). En revanche, la plupart des encodeurs mécaniques sont
beaucoup plus limitées en vitesse.
