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Magntek麥歌恩代理商|圖文帶你認識什么是磁編碼器
編碼器,是一種用來測量機械旋轉(zhuǎn)或位移的傳感器。這種傳感器能夠測量機械部件在旋轉(zhuǎn)或直線運動時的位移位置或速度等信息, 并將其轉(zhuǎn)換成一系列電信號。
編碼器是工業(yè)中常用的傳感器之一,廣泛應用于工業(yè)生產(chǎn)當中需要對機械系統(tǒng)進行監(jiān)視或控制的場景, 包括工業(yè)控制、機器人、照相機鏡頭、雷達平臺以及部分計算機輸入設備例如軌跡球和鼠標滾輪等等。
磁編碼器工作原理:當電流通過一個位于磁場中的導體的時候,磁場會對導體中的電子產(chǎn)生一個垂直于電子運動方向上的的作用力,從而在垂直于導體與磁感線的方向上產(chǎn)生電勢差。
如果讓施加在這個導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,不僅將霍爾半導體元件和相關的信號處理和調(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。傳感器可以是感應電壓變化的霍爾效應器件,也可以是感應磁場變化的磁阻器件。調(diào)節(jié)電路對信號進行倍增,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,就是其較慢的響應速度,不能勝任高速運動負載的位置反饋,加上它(相對光學編碼器)較低的精度和分辨率,磁性編碼器一直被認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(無需更換電池)高性價比的解決方案在最具挑戰(zhàn)性的運動反饋應用中。
將韋根多圈技術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,步進電機和各種機器人關節(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措施避免溫度漂移...
當前磁編碼器已經(jīng)在應用的新進展:
磁編碼器在克服磁編碼器易受干擾方面,采用高性能微處理器,可以完成復雜的信號處理;并使存取時間縮短到幾微秒;
磁編碼器分辨率和精度越來越高,越來越精細的霍爾傳感器,帶來了媲美光電編碼器的分辨率和精度;
無電池多圈技術,解決了多圈位置無法反饋的問題,同時還無需更換電池。
磁編碼器應用案例:
相比傳統(tǒng)的光學編碼器,磁性編碼器不需要有復雜的碼盤和光源,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,適合應用在一些比較惡劣的設備環(huán)境中,如風電、工程機械領域...等等。
案例一:磁編碼器可以應用于電機的旋轉(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)的風險,有助于提升電機運行的穩(wěn)定性。
應用案例二:對于光伏系統(tǒng)和太陽能熱力發(fā)電廠(拋物線),太陽跟蹤系統(tǒng)都是把太陽能收集器調(diào)整到相對于太陽的最佳位置,以增加太陽能利用率。
用于仰角控制的絕對式旋轉(zhuǎn)編碼器
性價比出色的設計
無齒輪和電池,多圈
傳動式裝置以及無電池多圈式
工作溫度:- 40°C t到 + 85°C
模擬輸出,CANopen 總線,J1939 協(xié)議,RS232 標準,DeviceNet 總線,SSI
環(huán)境保護等級:最高到IP65
用于偏角控制的絕對式旋轉(zhuǎn)編碼器
- 性價比出色的設計
- 無齒輪和電池,多圈
- 工作溫度:-40°C 到 +85°C
- 模擬輸出,CANopen 總線,J1939 協(xié)議,RS232 標準,DeviceNet 總線,SSI 協(xié)議
- 環(huán)境防護等級,可達: IP65