磁編碼器的工作性能及其優(yōu)勢(shì)分享

磁編碼器是近年來(lái)隨著光學(xué)編碼器的發(fā)展而發(fā)展起來(lái)的一種新型電磁敏感元件。光學(xué)編碼器的主要優(yōu)點(diǎn)是對(duì)濕氣和污染敏感，但可靠性較差，而磁編碼器不易受灰塵和冷凝影響。同時(shí)，它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，可以高速工作，響應(yīng)速度快（高達(dá)500~700kHz），體積比光學(xué)編碼器小，成本更低，并且易于精確排列和組合幾個(gè)元件。與使用光學(xué)元件和半導(dǎo)體磁傳感器相比，形成新的功能部件和多功能部件更容易。在高速、高精度、小型化和長(zhǎng)壽命的要求下，磁編碼器以其突出的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中成為開(kāi)發(fā)高科技產(chǎn)品的關(guān)鍵之一。



磁編碼器的原理是通過(guò)磁力形成脈沖串以產(chǎn)生信號(hào)。其性質(zhì)是在未硫化橡膠中混合稀土磁性粉末以形成磁性橡膠坯料，該磁性橡膠坯料硫化并粘附到增強(qiáng)環(huán)（1）上以形成磁性膠圈（2）。磁性橡膠環(huán)以圓形交替磁化以產(chǎn)生S極和N極。同時(shí)，采用新型SMR（磁敏電阻）或霍爾效應(yīng)傳感器作為傳感器元件，信號(hào)穩(wěn)定可靠。此外，使用雙層布線(xiàn)技術(shù)可以使磁編碼器不僅具有增量信號(hào)、增量信號(hào)和指數(shù)信號(hào)輸出，而且具有絕對(duì)信號(hào)輸出功能。盡管目前約90%的編碼器是光學(xué)編碼器，但毫無(wú)疑問(wèn)，在未來(lái)，磁編碼器的使用將逐漸增加UVW信號(hào)增量編碼器：除了上述通用編碼器之外，還有一些與其他電輸出信號(hào)集成的增量編碼器。一個(gè)例子是與UVW信號(hào)集成的增量編碼器，它通常應(yīng)用于交流伺服電機(jī)的反饋。這些磁極信號(hào)通常出現(xiàn)在交流伺服電機(jī)（或無(wú)刷電機(jī)）中。UVW信號(hào)通常是通過(guò)模擬磁性元件的功能來(lái)設(shè)計(jì)和生成的，并以偏移120°的三個(gè)方波的形式出現(xiàn)。為了更容易啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，起動(dòng)機(jī)需要這些正確的信號(hào)來(lái)控制發(fā)動(dòng)機(jī)。這些UVW脈沖可以在機(jī)械軸的旋轉(zhuǎn)中重復(fù)多次，因?yàn)樗鼈冎苯尤Q于連接的電機(jī)極數(shù)，并用于4極、6極或更多極電機(jī)的UVW信號(hào)。

編碼器應(yīng)用簡(jiǎn)介：

1.3D打印機(jī)可以使用多個(gè)編碼器來(lái)跟蹤打印頭的位置。然后可以將來(lái)自編碼器的信息發(fā)送回運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，從而可以驗(yàn)證打印頭是否處于正確位置以打印期望的對(duì)象。

2.三角形機(jī)器人使用一系列電機(jī)來(lái)控制手臂的位置。每個(gè)電機(jī)很可能連接到某種編碼器。每個(gè)編碼器的數(shù)據(jù)用于了解每個(gè)電機(jī)上的軸旋轉(zhuǎn)，這會(huì)影響末端執(zhí)行器（機(jī)器人的“手”）的位置。

3.自動(dòng)裝配線(xiàn)可以使用旋轉(zhuǎn)編碼器來(lái)跟蹤輸送系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)。通過(guò)將編碼器與移動(dòng)傳送帶的電機(jī)連接，軸旋轉(zhuǎn)和總轉(zhuǎn)數(shù)可用于導(dǎo)出物體在傳送帶上的運(yùn)動(dòng)。

因此，如果你想跟蹤機(jī)械系統(tǒng)的速度、加速度或位置，你可能只需要一個(gè)編碼器。

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信號(hào)輸出：

信號(hào)輸出包括正弦波（電流或電壓）、方波（TTL、HTL）、開(kāi)路集電極/發(fā)射極（PNP、NPN）和脈沖輸出，其中TTL是長(zhǎng)線(xiàn)差分驅(qū)動(dòng)5V電平（對(duì)稱(chēng)a、a-B-Z、Z-），HTL是推挽10V電平（或推挽）輸出。

信號(hào)連接：

編碼器的脈沖信號(hào)通常連接到計(jì)數(shù)器、PLC和計(jì)算機(jī)。連接到PLC和計(jì)算機(jī)的模塊分為低速模塊和高速模塊。開(kāi)關(guān)頻率既低又高。

例如，單相連接器用于單向計(jì)數(shù)和單向速度測(cè)量。

A.B兩相連接器用于向前和向后計(jì)數(shù)、向前和向后方向評(píng)估以及速度測(cè)量。

A、 B，Z三相連接，用于帶參考位置校正的位置測(cè)量。

A、 A、B、B、Z連接器由于采用對(duì)稱(chēng)負(fù)信號(hào)連接，電流對(duì)電纜產(chǎn)生的電磁場(chǎng)為0，衰減最小，抗擾度最好，可遠(yuǎn)距離傳輸。

對(duì)于具有對(duì)稱(chēng)負(fù)信號(hào)輸出的TTL編碼器，信號(hào)傳輸距離可以達(dá)到150米。

對(duì)于具有對(duì)稱(chēng)負(fù)信號(hào)輸出的HTL編碼器，信號(hào)傳輸距離可以達(dá)到300米。

增量編碼器信號(hào)連接

1.信號(hào)對(duì)應(yīng)形式

對(duì)于增量編碼器的連接，首先也是最重要的是了解編碼器的輸出形式與接收設(shè)備之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。選擇編碼器或接收器時(shí)，兩者的信號(hào)形狀必須匹配。增量編碼器信號(hào)輸出可分為正弦和余弦輸出（sin/cos）和方波輸出波形。

（1） 正弦/余弦輸出信號(hào)（sin/cos）是模擬量變化的信號(hào)周期，分為電壓輸出Vpp和電流輸出uApp。通常，這兩個(gè)輸出沒(méi)有與PLC的接口。它們中的大多數(shù)都連接到專(zhuān)用的運(yùn)動(dòng)控制卡，可以在內(nèi)部進(jìn)行劃分，以獲得更高的分辨率和動(dòng)態(tài)特性。它還連接到專(zhuān)用分區(qū)盒，以在分區(qū)后輸出方波，確保它是電壓輸出或電流輸出（現(xiàn)在大多數(shù)是電壓輸出）。

（2） 方波輸出還包括開(kāi)路集電極、電壓輸出、長(zhǎng)距離差分驅(qū)動(dòng)和推挽輸出。

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