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磁电绝对值编码器的优势

  磁性编码器利用永磁铁和相应的感应元件确定位置、角度和速度。磁性编码器的分辨率通常低于光电式编码器,但磁性编码器具有很高的坚固性,耐用性以及紧凑性。与光电式编码器相比,磁性编码器具有简单的机械结构和更高的环境耐受能力 ,并且由于尺寸紧凑,它们可以应用于安装空间非常有限的场合。

  在磁性旋转编码器的设计中,编码器通常由一个磁盘、一个磁敏传感器以及相应的信号处理电路组成。磁盘已被磁化为多个磁极。绝对值位置信息是通过感应元件上方的一个磁体轴向旋转而获得的。如图所示。所使用的感应元件通常是正交双轴霍尔效应芯片或磁敏传感器,如磁阻元件。当磁盘旋转时,感应元件检测旋转的磁盘上沿周向均匀布置的多极磁磁通变化,获得增量脉冲信号或交变磁通信号,后续经过信号处理电路进行插值或细分处理,即得所需要的绝对值分辨率输出。

   采用磁性感应技术的编码器对于工业环境中常见的灰尘、油脂、水汽和其它污染物具有极强的耐受力,对于冲击和振动也是如此。

  1、磁电式编码器和传统的光电编码器有什么不一样的地方: 光电编码器是由一个中心有轴的光电码盘,其上有环形通、暗的刻线,有光电发射和接收器件读取并获得信号的一类传感器,主要用来测量位移或角度。 传统的光电编码器码盘的材料有玻璃、金属、塑料,玻璃码盘是在玻璃上沉积很薄的刻线,其热稳定性及精度可以达到普通标准、一般要求,但容易碎。金属码盘直接以通和不通刻线,不易碎,但由于金属有一定的厚度,精度就有限制,其热稳定性就要比玻璃码盘差一个数量级。塑料码盘是经济型的,其成本低,精度和耐高温达不到高要求。 而磁电式编码器采用磁电式设计,通过磁感应器件、利用磁场的变化来产生和提供转子的绝对位置,利用磁器件代替了传统的码盘,弥补了光电编码器的这一些缺陷,更具抗震、耐腐蚀、耐污染、性能可靠高、结构更简单。 光电编码器是通过在码盘上刻线来计算精度,所以精度越高,码盘就会越大,编码器体积越大,并且精度也不是连续的。磁电式编码器则没有这样的限制,可以做到体积很小,精度高,特别是绝对值编码器要求精度高,更适合用磁电编码器。

  2、磁电式增量编码器和磁电式绝对值编码器: 绝对值编码器能够记忆设备的绝对位置,角度和圈数。即一旦位置、角度和圈数固定,什么时候编码器的示值都唯一固定,包括停电后上电。增量型编码器做不到这一点,一般增量型编码器输出两个A、B脉冲信号,和一个Z(L)零位信号,A、B脉冲互差90度相位角,通过脉冲计数可以知道位置,角度和圈数不断增加,通过A,B脉冲信号超前或滞后可以知道正反转,停电后,必须从约定的基准重新开始计数。增量型编码器测量位置,角度和圈数时,需要做后处理,重新投电要做“复零”操作,所以,虽然增量型编码器比绝对型编码器在价格上便宜一些,但随着我国自动化程度的提高,绝对值编码器必然会逐步取代增量编码器,还有因为磁电编码器技术特点的原因,成本以逐步接近增量编码器。

  3、MODBUS、CANopen、PROFIBUS的应用领域以及他们的区别: MODBUS、CANopen、PROFIBUS都是总线型的,总线型编码器是多个编码器各以一对信号线连接在一起,通过设定地址,用通讯方式传输信号,信号的接收设备只需一个接口,就可以读多个编码器信号。总线型编码器可以节省连接线缆、接收设备接口,传输距离远,在多个编码器集中控制的情况下可以大大节省成本。 以上三种类型编码器分别遵循MODBUS、CANopen、PROFIBUS的协议。他们的区别就是他们的区别是接口输出设备所遵循的协议不一样。 国内已经成功研制出MODBUS、CANopen、PROFIBUS等总线型编码器,并通过实际证明完全可以替代欧美进口产品,并且在价格和货期上具有明显优势。

  4、绝对值单圈和多圈磁电式旋转编码器: 单圈绝对式编码器,当转动超过360度时,编码又回到原点,这样就不符合绝对编码唯一的原则,这样的编码器只能用于旋转范围360度以内的测量,称为单圈绝对式编码器。 如果要测量旋转超过360度范围,就要用到多圈绝对式编码器。 国内运用钟表齿轮机械的原理,当中心齿轮旋转时,带动另一组齿轮(或多组齿轮),在单圈编码的基础上再增加圈数的编码,以扩大编码器的测量范围,这样的绝对编码器就称为多圈式绝对编码器,它同样是由机械位置确定编码,每个位置编码唯一不重复。 多圈编码器另一个优点是由于测量范围大,实际使用往往富裕较多,这样在安装时不必要费劲找零点,将某一中间位置作为起始点就可以了,而大大简化了安装调试难度。 多圈式绝对编码器在长度定位方面的优势明显,已经越来越多地应用于工控定位中。

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