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Kubler光電編碼器

優(yōu)點(diǎn):體積小,精密,本身分辨度可以很高,無接觸無磨損;同一品種既可檢測(cè)角度位移,又可在機(jī)械轉(zhuǎn)換裝置幫助下檢測(cè)直線位移;多圈光電*編碼器可以檢測(cè)相當(dāng)長(zhǎng)量程的直線位移(如25位多圈)。壽命長(zhǎng),安裝隨意,接口形式豐富,價(jià)格合理。成熟技術(shù),多年前已在國內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用。

缺點(diǎn):精密但對(duì)戶外及惡劣環(huán)境下使用提出較高的保護(hù)要求;量測(cè)直線位移需依賴機(jī)械裝置轉(zhuǎn)換,需消除機(jī)械間隙帶來的誤差;檢測(cè)軌道運(yùn)行物體難以克服滑差。

靜磁柵*編碼器

優(yōu)點(diǎn):體積適中,直接測(cè)量直線位移,*數(shù)字編碼,理論量程沒有限制;無接觸無磨損,抗惡劣環(huán)境,可水下1000米使用;接口形式豐富,量測(cè)方式多樣;價(jià)格尚能接受。

缺點(diǎn):分辨度1mm不高;測(cè)量直線和角度要使用不同品種;不適于在精小處實(shí)施位移檢測(cè)(大于260毫米)。

kubler單圈編碼器可以實(shí)現(xiàn)對(duì)一周內(nèi)絕對(duì)位置的測(cè)量，超過一周就開始重復(fù)了，所以旋轉(zhuǎn)一周以內(nèi)，可以進(jìn)行絕對(duì)位置的測(cè)量，旋轉(zhuǎn)一周以外就只能測(cè)量現(xiàn)在所處的圈內(nèi)的絕對(duì)位置。

對(duì)于測(cè)量超過一圈的工作，單圈編碼器就不能進(jìn)行測(cè)量，就需要使用測(cè)量范圍更大的編碼器也就是多圈值編碼器。傳統(tǒng)的多圈絕對(duì)值編碼器是利用了多級(jí)齒輪傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)大傳動(dòng)比，這樣在一級(jí)傳動(dòng)的齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周，末級(jí)傳動(dòng)齒輪就可以旋轉(zhuǎn)很多周，則一級(jí)傳動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)在一周內(nèi)任意位置，后面每一級(jí)傳動(dòng)齒輪都有與之對(duì)應(yīng)的并且的位置,這樣就可以實(shí)現(xiàn)多圈范圍內(nèi)絕對(duì)位置的測(cè)量。

kubler多圈編碼器可以測(cè)量的多圈的絕對(duì)位置，并且在實(shí)踐運(yùn)用中通常會(huì)存在富裕情況，簡(jiǎn)化了安裝過程中零點(diǎn)的尋找環(huán)節(jié)，把中間的某一位置當(dāng)做起始點(diǎn)就可以，整體安裝調(diào)試難度并不高。

磁編碼器主要是由磁柵、磁敏感元件以及信號(hào)處理電路組成。通過涂敷磁材料或者刻錄法將磁柵制作成等間距的小磁極，將磁極磁化，安裝在電機(jī)軸上，電機(jī)在旋轉(zhuǎn)的過程中帶動(dòng)磁柵旋轉(zhuǎn)，則會(huì)產(chǎn)生周期分布的空間漏磁場(chǎng)，磁敏感元件檢測(cè)該信號(hào)，將周期變化的磁場(chǎng)信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，然后經(jīng)過信號(hào)處理電路對(duì)其進(jìn)行處理，最終實(shí)現(xiàn)磁編碼器的編碼功能。

磁柵的磁極對(duì)數(shù)分為單極對(duì)和多極對(duì)。單極對(duì)是由相鄰的一個(gè) N 極和一個(gè) S 極組成，而多極對(duì)則是由多個(gè)單極對(duì)按規(guī)律分布排列。在圓環(huán)上將單個(gè)磁極對(duì)有規(guī)律的排布一周，則就構(gòu)成了一條磁碼道，也叫做磁柵。

當(dāng)磁柵旋轉(zhuǎn)一周時(shí)，磁敏感元件正是掃描磁極產(chǎn)生的交替變化的磁場(chǎng)信息，該信息在轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中是呈規(guī)律性變化，該變化與磁場(chǎng)強(qiáng)度有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，磁場(chǎng)與磁極對(duì)應(yīng)關(guān)系如下圖所示，磁敏感元件將其轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)輸出。該模擬信號(hào)是類正弦信號(hào)，信號(hào)的輸出個(gè)數(shù)與磁極對(duì)數(shù)是相同的。磁敏感元件輸出的信號(hào)的幅值是與磁柵產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度是成比例關(guān)系的。

庫伯勒編碼器特點(diǎn)

體積小巧、安裝方便、分辨率高、較光電編碼器成本更低、不受灰塵油漬影響、可非接觸安裝、便于與電機(jī)集成一體實(shí)現(xiàn)伺服控制。相較于光電編碼器，磁編碼器的壽命幾乎無限長(zhǎng)，沒有紅外二極管的光衰對(duì)壽命造成影響。對(duì)生產(chǎn)的安裝精度、潔凈度、器件質(zhì)量的要求不如光電編碼器嚴(yán)格。

分類

主要分為單極對(duì)式和多極對(duì)式；單極對(duì)是由相鄰的一個(gè) N 極和一個(gè) S 極組成，而多極對(duì)則是由多個(gè)單極對(duì)按規(guī)律分布排列。在圓環(huán)上將單個(gè)磁極對(duì)有規(guī)律的排布一周，則就構(gòu)成了一條磁碼道，也叫做磁柵。

磁敏感元件主分為磁阻元件和霍爾元件。

磁阻式編碼器：基于磁阻效應(yīng)的磁編碼器又可稱為磁阻式編碼器。磁阻元件通過電阻效應(yīng)將變化著的磁場(chǎng)信號(hào)轉(zhuǎn)化成電阻阻值的變化，在外加電勢(shì)的作用下，阻值的變化轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)的變化，經(jīng)過后續(xù)電路的轉(zhuǎn)換處理，實(shí)現(xiàn)磁阻式編碼器的編碼功能。磁阻式編碼器發(fā)展技術(shù)已經(jīng)相對(duì)成熟，具有高靈敏度、檢測(cè)范圍較廣的優(yōu)點(diǎn)，但是制作成本較高、工藝復(fù)雜，限制了其應(yīng)用。

霍爾式編碼器：基于霍爾效應(yīng)的磁編碼器又可稱為霍爾式編碼器。磁柵隨著電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，磁場(chǎng)信息隨之改變，霍爾元件檢測(cè)變化的磁場(chǎng)信息，產(chǎn)生霍爾效應(yīng)，即利用霍爾效應(yīng)產(chǎn)生的電勢(shì)差檢測(cè)位置信息的變化?；魻柺骄幋a器具有體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低的特點(diǎn)，因此受到人們的廣泛關(guān)注。

磁編碼器芯片介紹

磁編碼器芯片內(nèi)部組成：GMR巨磁阻/霍爾傳感器、Sigmal-Delta ADC模/數(shù)轉(zhuǎn)換單元、數(shù)字處理單元DSPU（包括用于進(jìn)行誤差補(bǔ)償?shù)闹悄軤顟B(tài)機(jī)ISM、用于旋轉(zhuǎn)角度和速度計(jì)算的坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)數(shù)字計(jì)算機(jī)CORDIC、用于產(chǎn)生PWM和SPC信號(hào)的捕獲比較單元CCU、隨機(jī)存儲(chǔ)寄存器ARM、激光保險(xiǎn)絲），外部輸出總線。

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