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  磁編碼器芯片工作原理：

  當(dāng)電流通過(guò)一個(gè)位于磁場(chǎng)中的導(dǎo)體的時(shí)候，磁場(chǎng)會(huì)對(duì)導(dǎo)體中的電子產(chǎn)生一個(gè)垂直于電子運(yùn)動(dòng)方向上的的作用力，從而在垂直于導(dǎo)體與磁感線的方向上產(chǎn)生電勢(shì)差。

  如果讓施加在這個(gè)導(dǎo)體上的磁場(chǎng)以電流流經(jīng)路徑為軸線，按照上圖箭頭所示的方向旋轉(zhuǎn)，那么這個(gè)霍爾電勢(shì)差就會(huì)因?yàn)榇艌?chǎng)與導(dǎo)體之間角度的改變而發(fā)生變化，而這個(gè)電勢(shì)差的變化趨勢(shì)，與之前一文中次級(jí)線圈旋轉(zhuǎn)時(shí)的輸出電壓一樣，是一條正弦曲線。因此，基于這個(gè)通電導(dǎo)體兩側(cè)的電壓，就可以反推計(jì)算出磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)的角度了。

  這就是磁編碼器測(cè)量旋轉(zhuǎn)位置反饋時(shí)的基本工作機(jī)理了。測(cè)量的旋轉(zhuǎn)位置通過(guò)霍爾傳感器進(jìn)行放大和轉(zhuǎn)化.

  磁性編碼器上用的霍爾傳感器(芯片)，一般都有著極高的集成度，不僅將霍爾半導(dǎo)體元件和相關(guān)的信號(hào)處理和調(diào)節(jié)電路整合在一起，同時(shí)還可以集成各種不同類型的信號(hào)輸出模塊，例如：正余弦模擬量信號(hào)、方波數(shù)字電平信號(hào)或者總線通訊輸出單元。

  磁編碼器構(gòu)成：

  磁編碼器依賴于三個(gè)主要組件：磁盤(pán)，傳感器和調(diào)節(jié)電路。磁盤(pán)已磁化，其圓周上有許多磁極。傳感器檢測(cè)磁盤(pán)旋轉(zhuǎn)時(shí)磁場(chǎng)的變化，并將此信息轉(zhuǎn)換為正弦波。傳感器可以是感應(yīng)電壓變化的霍爾效應(yīng)器件，也可以是感應(yīng)磁場(chǎng)變化的磁阻器件。調(diào)節(jié)電路對(duì)信號(hào)進(jìn)行倍增，分頻或內(nèi)插以產(chǎn)生所需的輸出。

  磁編碼器分類：

  磁編碼器的分類和光電編碼器的分類類似，主要有增量式和絕對(duì)值式，其中絕對(duì)值式分單圈絕對(duì)值和多圈絕對(duì)值。

  增量式磁編碼器：

  磁編碼器的分辨率取決于磁盤(pán)周?chē)拇艠O數(shù)和傳感器的數(shù)量。輸出相對(duì)位置。

  絕對(duì)值式磁編碼器：

  絕對(duì)值式磁編碼器為每個(gè)測(cè)量位置分配了唯一的二進(jìn)制代碼或字。即使斷電，這也使他們能夠跟蹤編碼器的確切位置。

  KIT磁編碼器：

  磁性編碼器另一個(gè)經(jīng)常被大家詬病的缺點(diǎn)，就是其較慢的響應(yīng)速度，不能勝任高速運(yùn)動(dòng)負(fù)載的位置反饋，加上它(相對(duì)光學(xué)編碼器)較低的精度和分辨率，磁性編碼器一直被認(rèn)為不太適合作為伺服電機(jī)內(nèi)的集成位置反饋元件;此外，作為伺服編碼器，還有一個(gè)必須要解決的問(wèn)題，就是多圈位置反饋...

  KIT磁編碼器是德國(guó)posital fraba公司生產(chǎn)的一個(gè)系列的產(chǎn)品，提供智能，免維護(hù)(無(wú)需更換電池)高性價(jià)比的解決方案在最具挑戰(zhàn)性的運(yùn)動(dòng)反饋應(yīng)用中。

  將韋根多圈技術(shù)融入到多圈空心軸通孔絕對(duì)值編碼器中，提供了無(wú)需電池的多圈絕對(duì)值編碼器，并且是通孔空心軸的解決方案。

  編碼器內(nèi)部無(wú)需齒輪，外形緊湊，并且高性價(jià)比的概念，是集成到伺服，步進(jìn)電機(jī)和各種機(jī)器人關(guān)節(jié)機(jī)械臂的理想的解決方案。

  磁編碼器優(yōu)缺點(diǎn)：

  優(yōu)點(diǎn)：磁性編碼器的最大優(yōu)勢(shì)可能是其堅(jiān)固性。與光學(xué)編碼器不同，磁性版本對(duì)灰塵，污垢，液體和油脂等污染物以及震動(dòng)和振動(dòng)不敏感。與光學(xué)編碼器類似，磁性編碼器確實(shí)需要在磁盤(pán)和傳感器之間留有氣隙。但是，磁性編碼器中的氣隙不需要像光學(xué)編碼器那樣清潔和透明。只要在磁盤(pán)和傳感器之間不存在任何含鐵材料，就會(huì)檢測(cè)到電磁脈沖。磁編碼器正確運(yùn)行的兩個(gè)重要規(guī)范是傳感器相對(duì)于磁盤(pán)(或磁帶)的徑向位置以及傳感器與磁體之間的間隙距離。

  缺點(diǎn)：容易受到電磁干擾、需要采取補(bǔ)償和保護(hù)措施避免溫度漂移...

  Posital磁編碼器在眾多方面取得了重大的進(jìn)展：在眾多品牌的磁編碼器中，進(jìn)口posital品牌對(duì)磁編碼器產(chǎn)品的生產(chǎn)，進(jìn)行了多方面的重大改進(jìn)，使posital磁編碼器在很多領(lǐng)域都可以得到廣泛應(yīng)用，產(chǎn)品線也非常豐富;

  ●posital磁編碼器在克服磁編碼器易受干擾方面，采用新技術(shù)，特別是采用32位比特微處理器，可以完成復(fù)雜的信號(hào)處理;

  ●結(jié)合自身定制的霍爾傳感器，帶來(lái)了媲美光電編碼器的分辨率和精度，并使存取時(shí)間縮短到幾微秒;

  ●通過(guò)無(wú)電池多圈技術(shù)，解決了多圈位置無(wú)法反饋的問(wèn)題，同時(shí)還無(wú)需更換電池。

  磁編碼器應(yīng)用案例：

  相比傳統(tǒng)的光學(xué)編碼器，磁性編碼器不需要有復(fù)雜的碼盤(pán)和光源，元器件數(shù)量更少，檢測(cè)結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單;同時(shí)，霍爾元件本身也具有許多優(yōu)點(diǎn)，例如：結(jié)構(gòu)牢固、體積小、重量輕、壽命長(zhǎng)，耐震動(dòng)，不怕灰塵、油污、水汽及鹽霧等的污染或腐蝕...等等。磁性編碼器在使用時(shí)也有著相對(duì)比較高的可靠性，結(jié)實(shí)、耐用，適合應(yīng)用在一些比較惡劣的設(shè)備環(huán)境中，如風(fēng)電、工程機(jī)械領(lǐng)域...等等。

  案例一：posital磁編碼器可以應(yīng)用于電機(jī)的旋轉(zhuǎn)位置反饋，將編碼器的永磁體直接安裝在電機(jī)軸的末端，從而省去了用傳統(tǒng)反饋編碼器時(shí)所需的過(guò)渡聯(lián)接軸承(或聯(lián)軸器)，做到無(wú)接觸式的位置測(cè)量，這樣就降低了電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中因機(jī)械軸振動(dòng)而造成編碼器失效(甚至損壞)的風(fēng)險(xiǎn)，有助于提升電機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

  應(yīng)用案例二：伺服電機(jī)是一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)，可以精確控制角度位置、速度和加速度。它由一個(gè)合適的電機(jī)和一個(gè)位置反饋傳感器組成。它還需要一個(gè)相對(duì)復(fù)雜的控制器，通常是專門(mén)為伺服電機(jī)設(shè)計(jì)的專用模塊。

  電刷直流電機(jī)是最簡(jiǎn)單的伺服電機(jī)形式。電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)式轉(zhuǎn)子上有銅繞組，定子上有永磁體。轉(zhuǎn)子上的繞組通電，形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)又使轉(zhuǎn)子上的繞組旋轉(zhuǎn)。為了使電機(jī)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子電流必須切換到相鄰的線圈或繞組。這是通過(guò)電刷刷上位于電機(jī)轉(zhuǎn)子的整流段。當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，不同的線圈通過(guò)電刷和整流段通電。通過(guò)在直流電機(jī)的尾軸加裝編碼器，如KCD絕對(duì)值Kit編碼器，它可以用于一個(gè)伺服控制回路，稱為直流伺服電機(jī)。無(wú)刷直流電機(jī)的缺點(diǎn)是，它們需要霍爾效應(yīng)傳感器或帶有“霍爾軌跡”的編碼器產(chǎn)生某種形式的相位信號(hào)。這些信號(hào)反饋轉(zhuǎn)子位置數(shù)據(jù)到電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，這樣驅(qū)動(dòng)器就可以調(diào)節(jié)通過(guò)定子繞組的電流從而調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的強(qiáng)度。隨著高性能、低成本的磁性多圈絕對(duì)值編碼器的出現(xiàn)，如POSITAL的KCD系列，驅(qū)動(dòng)器正在從傳統(tǒng)的“相位軌跡”轉(zhuǎn)到使用絕對(duì)值編碼器的位置信息來(lái)調(diào)節(jié)無(wú)刷電機(jī)的相位電流。利用絕對(duì)值編碼器的反饋，編碼器的位置信息可用于電機(jī)相位和伺服回路位置控制。