h1_key

  磁編碼器芯片工作原理：

  當(dāng)電流通過一個位于磁場中的導(dǎo)體的時候，磁場會對導(dǎo)體中的電子產(chǎn)生一個垂直于電子運動方向上的的作用力，從而在垂直于導(dǎo)體與磁感線的方向上產(chǎn)生電勢差。

  如果讓施加在這個導(dǎo)體上的磁場以電流流經(jīng)路徑為軸線，按照上圖箭頭所示的方向旋轉(zhuǎn)，那么這個霍爾電勢差就會因為磁場與導(dǎo)體之間角度的改變而發(fā)生變化，而這個電勢差的變化趨勢，與之前一文中次級線圈旋轉(zhuǎn)時的輸出電壓一樣，是一條正弦曲線。因此，基于這個通電導(dǎo)體兩側(cè)的電壓，就可以反推計算出磁場旋轉(zhuǎn)的角度了。

  這就是磁編碼器測量旋轉(zhuǎn)位置反饋時的基本工作機理了。測量的旋轉(zhuǎn)位置通過霍爾傳感器進(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)的信號處理和調(diào)節(jié)電路整合在一起，同時還可以集成各種不同類型的信號輸出模塊，例如：正余弦模擬量信號、方波數(shù)字電平信號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主要組件：磁盤，傳感器和調(diào)節(jié)電路。磁盤已磁化，其圓周上有許多磁極。傳感器檢測磁盤旋轉(zhuǎn)時磁場的變化，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)磁場變化的磁阻器件。調(diào)節(jié)電路對信號進(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值式，其中絕對值式分單圈絕對值和多圈絕對值。

  增量式磁編碼器：

  磁編碼器的分辨率取決于磁盤周圍的磁極數(shù)和傳感器的數(shù)量。輸出相對位置。

  絕對值式磁編碼器：

  絕對值式磁編碼器為每個測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：

  磁性編碼器另一個經(jīng)常被大家詬病的缺點，就是其較慢的響應(yīng)速度，不能勝任高速運動負(fù)載的位置反饋，加上它(相對光學(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內(nèi)的集成位置反饋元件;此外，作為伺服編碼器，還有一個必須要解決的問題，就是多圈位置反饋...

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

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

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

  磁編碼器優(yōu)缺點：

  優(yōu)點：磁性編碼器的最大優(yōu)勢可能是其堅固性。與光學(xué)編碼器不同，磁性版本對灰塵，污垢，液體和油脂等污染物以及震動和振動不敏感。與光學(xué)編碼器類似，磁性編碼器確實需要在磁盤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。只要在磁盤和傳感器之間不存在任何含鐵材料，就會檢測到電磁脈沖。磁編碼器正確運行的兩個重要規(guī)范是傳感器相對于磁盤(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：容易受到電磁干擾、需要采取補償和保護(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)雜的信號處理;

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

  ●通過無電池多圈技術(shù)，解決了多圈位置無法反饋的問題，同時還無需更換電池。

  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)雜的碼盤和光源，元器件數(shù)量更少，檢測結(jié)構(gòu)更加簡單;同時，霍爾元件本身也具有許多優(yōu)點，例如：結(jié)構(gòu)牢固、體積小、重量輕、壽命長，耐震動，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也有著相對比較高的可靠性，結(jié)實、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、工程機械領(lǐng)域...等等。

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

  應(yīng)用案例二：伺服電機是一種旋轉(zhuǎn)電機，可以精確控制角度位置、速度和加速度。它由一個合適的電機和一個位置反饋傳感器組成。它還需要一個相對復(fù)雜的控制器，通常是專門為伺服電機設(shè)計的專用模塊。

  電刷直流電機是最簡單的伺服電機形式。電動機的結(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，旋轉(zhuǎn)磁場又使轉(zhuǎn)子上的繞組旋轉(zhuǎn)。為了使電機產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，轉(zhuǎn)子電流必須切換到相鄰的線圈或繞組。這是通過電刷刷上位于電機轉(zhuǎn)子的整流段。當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，不同的線圈通過電刷和整流段通電。通過在直流電機的尾軸加裝編碼器，如KCD絕對值Kit編碼器，它可以用于一個伺服控制回路，稱為直流伺服電機。無刷直流電機的缺點是，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。這些信號反饋轉(zhuǎn)子位置數(shù)據(jù)到電機驅(qū)動器，這樣驅(qū)動器就可以調(diào)節(jié)通過定子繞組的電流從而調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)磁場的強度。隨著高性能、低成本的磁性多圈絕對值編碼器的出現(xiàn)，如POSITAL的KCD系列，驅(qū)動器正在從傳統(tǒng)的“相位軌跡”轉(zhuǎn)到使用絕對值編碼器的位置信息來調(diào)節(jié)無刷電機的相位電流。利用絕對值編碼器的反饋，編碼器的位置信息可用于電機相位和伺服回路位置控制。