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Lv2 太平洋舰队下士
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楼主
2019-02-08 14:51 0 0 只看楼主
电梯直达 
在许多应用中,设计者必须知道轴相对于起点的位置,或者相对于其上一个已知位置的位置。在如表盘或旋钮等简单应用中,通常是由一个线性锥度电位器完成的;在电机控制系统中,多个霍尔效应传感器或光学编码器则更常见。
所有这些器件类型都通过微控制器将旋转转换成可以读取的电信号,轴的位置以及速度可通过信号计算出来。但也包含一些对系统设计工程师无用的特性。
首先,它们在机械和电气设计方面往往都相当复杂。而且,它们容易受到用户环境中的污染物的影响:例如,光学编码器在清洁的环境中工作非常完美,但如果码盘被灰尘和油脂污染,则可能失效。同样,电位器使用寿命有限,因为它们可能受到机械摩擦导致的磨损的影响。
幸运的是,对于当今的工程师,还有另一种可靠、低功耗、提供的分辨率等于或优于其他方法、并且可工作于大多数工业环境中的替代方案。这就是磁旋转编码器。
主要的系统元件
磁编码器系统包括两个基本组成部分:一个表面分成南北两极的圆形磁铁,和嵌入了磁性霍尔传感元件的编码器本身。磁铁被放置在旋转轴的一端,其轴与转轴的轴线对齐,如图1所示。它安装在霍尔传感器上方1-3mm处,并与它平行。
磁场线垂直切割传感器,当器件中有电流流过时,霍尔元件两端就产生微小的电荷差。当转轴旋转时,磁铁的南北磁场线在霍尔传感器上方成正弦变化,导致传感器上的电压发生变化。这些相对电压变化与磁铁的角位移相关。该编码器包括一个小型计算功能模块,将电压变化转换成数字角度度数。
编码器的输出信号可以由微控制器方便地读取:可能是模拟电压、PWM信号,或数字输出。这意味着,系统侧无需大量的软件来转换传感器侧的输出。
因为该编码器是一个磁性器件,影响光学编码器的灰尘和污垢对它完全无影响。并且,编码器本身是静止的,没有机械磨损。因此,磁编码器几乎是最理想的旋转运动传感器。
此外,它们的测量技术使它们能够补偿磁铁位置的小差异,包括离轴或偏心于旋转平面等,因此为系统组装中的差异提供了足够的耐受性。考虑到随着时间越来越明显的磨损和使用情况时,这就显得特别重要。编码器系统只需要良好对齐,而非完美对齐。
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