磁性绝对旋转编码器的新设计

Servotronix开发了一种新的磁性绝对旋转编码器Servotronix sensAR旋转编码器，以克服传统绝对编码器的许多缺点。

Servotronix编码器的设计有许多大小不同的永磁体，沿编码器盘的外边缘放置在一个圆形轨道上，形成一个模式是非周期性的磁码轨道。

磁(霍尔)传感器固定在编码器的静态部分，彼此等距间隔，同心排列并靠近磁码轨道。

Servotronix设计中的专利算法从单个磁码轨迹的非周期性模式中生成具有给定数量传感器的最大位置数的灰色代码。

此外，传感器的模拟输出信号直接提供高分辨率的绝对位置，而不需要额外的增量读数。传感器产生的电信号与面对磁铁产生的磁场强度成正比。这些模拟信号首先通过与阈值比较进行数字化，从而生成描述低分辨率绝对位置的格雷代码。例如，由7个传感器和7个磁铁组成的配置创建了一个灰色代码，可以识别98个位置。

为了获得更高的绝对分辨率，应用了额外的信号评估专利方法。根据预定义的信号表，两个模拟信号与每个格雷码相关联。所述磁盘的绝对位置对应于预先记录的模拟信号的位置表中相关联的位置值，该模拟信号的值最接近该阈值。

在实际应用中，Servotronix技术使用12位模数转换器和7个传感器配置实现了20位的分辨率。

旋转编码器系列中的第一个

Servotronix sensAR旋转编码器系列中的第一款磁绝对编码器提供20位分辨率和±0.02度(±72弧秒)的精度。编码器最初的直径为36毫米，高度为28毫米。

简单性是这种新型编码器的主要优势，它可以从一个轨道生成格雷码，不像其他绝对编码器至少需要两个轨道和一组定制设计的传感器。高分辨率是通过获得专利的信号评估来实现的，而不是通常在绝对编码器中使用的高分辨率增量读数，这使得此类设备更大更复杂。此外，机械设计使用现成的霍尔传感器，不需要定制的微型传感器阵列，从而产生了具有成本效益的编码器。

磁技术与机械简单的设计相结合，使传感器编码器紧凑，坚固耐用。由于只有很少的机械部件和光学组件，传感器编码器对污染不太敏感，可以在肮脏、多尘或潮湿的环境中可靠地运行，温度范围从-20℃到115℃。这些编码器还可以适应机械公差偏差，电机轴的允许轴向和径向运动分别为±0.5 mm和±0.025 mm。

通过省去光学元件和轴承，编码器的耐用性高，不需要维护。即使在高达10,000 rpm的转速和高达100,000 rad/s2的角加速度下，sensAR也具有很长的使用寿命(MTBF @ 80 C: 788,400小时)。

传感器编码器的坚固性使其在暴露于严重冲击的电机反馈应用中特别可靠，例如由于紧急制动或高振动。

Markus Erlich博士是Servotronix Motion Control Ltd.市场营销副总裁。由CFE Media内容经理马克·t·霍斯克编辑，控制工程，mhoske@cfemedia.com．

在线额外

相关技术更新见2015年5月的印刷版和电子版控制工程，以及下面的链接，以获取更多信息和图像:“重新发明绝对旋转编码器。”

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