新型靜磁柵絕對編碼器和位移傳感器及其特點
2013-04-06
1. 新型靜磁柵絕對編碼器——位移傳感器
新型靜磁柵絕對編碼器——位移傳感器是靜磁柵位移傳感器與絕對編碼器兩技術結合的產(chǎn)物。使用無源釹鐵硼磁鐵作為探測頭的靜磁柵絕對編碼器其原理簡單，構想奇特，使用不多的開關型霍爾傳感元件，直接產(chǎn)生高于毫米數(shù)量級的位移量數(shù)字信號。該位移檢測方式獨特。因直接測量物體位移和角度一直是工業(yè)界的一個追求。這是何因呢？
(1)靜磁柵直線絕對編碼器(又稱直線絕對位移傳感器)，目前最高分辨度可達0.2mm，最高測長可達2km。使用“空間靜磁柵”原理，還可深度開發(fā)弧形和圓盤形無接觸位移、角度檢測單元，在使用壽命上具有明顯優(yōu)勢。靜磁柵直線絕對編碼器由“靜磁柵源(磁頭)”和“靜磁柵尺(磁柵)”兩部分結合使用。“靜磁柵源”使用鋁合金壓封無源釹鐵硼磁柵，“靜磁柵尺”用內藏計算機的特制高強度鋁合金管材封裝。
“靜磁柵源”沿“靜磁柵尺”軸線作無接觸相對運動時，由“靜磁柵尺”解析出數(shù)字化位移信息。“靜磁柵源”和“靜磁柵尺”均有很高的防震、防水、抗污染等級。同時，兩者在結合使用時，又有很高的相對間隙寬容度和相對姿態(tài)寬容度，這在工業(yè)和軍事運用中非常可貴。
什么是“空間靜磁柵”？顧名思義是永久磁鐵通過空間被細分的柵片狀的作用區(qū)無接觸地對位移測量裝置產(chǎn)生作用，磁場的作用區(qū)能細分為0.2mm厚薄的有相當寬度的柵片狀空間。
(2)直線絕對編碼器充分發(fā)掘了嵌入式微處理器的資源。
靜磁柵絕對編碼器在懸浮且完全無磨損的情況下工作，永久磁鐵的壽命毋庸置疑(不超過釹鐵硼稀土磁性材料的居里點)，可靠性完全由有源“靜磁柵尺”和數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)來決定。“空間柵片”有非常固定的編號，在失電投電不斷轉換的過程中，或在永久磁鐵離開又回到作用區(qū)時，均能正確地反映探測的位置或角度，真正做到了“絕對編碼”。該直線絕對編碼器充分發(fā)掘了嵌入式微處理器的資源，將數(shù)據(jù)更新速度提高到毫秒數(shù)量級，以便能適應1m/s以下運動速度的位移響應。
2. 直線絕對編碼器優(yōu)異性
(1)優(yōu)異性
能將提供用戶選擇配套的顯示控制器常規(guī)位移控制功能、現(xiàn)場顯示調校功能和數(shù)據(jù)通信轉換功能等作系統(tǒng)集成。其間，不僅可現(xiàn)場調定參數(shù)，直接實施位置閉環(huán)控制，而且其通信接口還可提供I2C、RS--485、RS-422、SSI、CAN、PROFIBUS等多種硬件形式以便讓上位機直接采集數(shù)據(jù)。如果掛接現(xiàn)場總線，又可直接與變頻調速器聯(lián)機使用。在短距離測控方面(例如短于2m)，還提供4～20mA或1～5V標準化信號產(chǎn)品。
(2)特點
使用壽命長，無接觸檢測位置及角度，避免了機械損傷，理論上無壽命極限；直接絕對型測量：直接指示位移毫米數(shù)或旋轉角度數(shù)，無需換算，不怕掉電，任意定位控制；量程極長，分辨率適中：260mm～2000m長度量程，分辨率0.2mm；全向360°角度量程，分辨率0.1°。極豐富的數(shù)據(jù)接口：有N、B、K三種方式，N方式為內置方式，可提供1～5V、4～20mA等標準化模擬信號和I2C、RS-485、RS-422三種數(shù)字信號。B方式為帶專用變送器方式，可提供標準模擬信號和更豐富的數(shù)字信號，如I2C、RS-485、RS-422、高速并行輸出、Profibus-DP、DeviceNet、EtherNet、CANopen、Interbus、ControINet、ASI、PF、Modbus等。K方式為帶專用顯示控制器方式，除了具有B方式的全部接口外還具有顯示位置、閉環(huán)控制和通信轉換等多種功能，可形成獨立的顯示控制系統(tǒng)。
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