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工业自动化里磁编码器常用设计

2020-02-15 15:32:07来源:励志吧0次阅读

工业自动化里磁编码器常用设计

在工业自动化领域, 以编码器为代表 的速度位置传感器正发挥越来越重要的作用。 其中,光学编码器因其反应时间快、 精密度高而受到大量用户的青睐。 然而, 这种利用光电信号输出脉冲的设备装置极易受到震动、 粉尘、 潮湿、温差等环境因素的干扰 , 从而影响信号输出以及自身的使用寿命。

与光学编码器相比,利用磁场和霍尔感应产生信号的磁编码器, 对环境适应性更强, 系统集成芯片的反馈也更为精确。明显的价值优势使其在高精度测量和控制领域的相关应用中崭露头角。

磁编码器通常采用两种不同的设计。 目前,市场上仍以同轴式磁编码器为主流产品。同轴磁编码器将单对极稀土磁铁安装在旋转轴轴端, 利用 4~8 个霍尔元件形成环形列阵进行感应。 相对的两个霍尔传感器以差分放大器连接, 每旋转一周便产生一个周期的正余弦信号, 通过转换 (往往通过 DSP 芯片运算) 为正交或串行位置输入信号。

同轴磁编码器的检测方式成本较低 , 但对设备安装提出了高要求。 磁铁的南北磁极中点、芯片中心和电机轴端中心必须保持在同一直线上, 因为任何安装上的错误都会降低编码器的准确性。 但在实际应用中, 不仅电机轴的径向抖动无法避免, 芯片和磁铁的相对位移造成的偏 差 也 会 影 响 实 际 输 出 信 号 的 精 准 度 。

另 外 ,同轴设计需要从 1 个周期内插到最终分辨率的高倍率内插, 一旦转速超过一定范围就无法准确读取逐点的位置信息, 从而导致实际输出的准确性降低。 出于上述原因, 同轴式磁编码器长期以来一直集中在相对较低端的应用领域。

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