磁編碼器的結(jié)構(gòu)、工作原理、優(yōu)勢(shì)、應(yīng)用及其市場(chǎng)分析。

磁編碼器的工作原理

當(dāng)電流流過(guò)磁場(chǎng)中的導(dǎo)體時(shí)，磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)體內(nèi)的電子在與電子移動(dòng)方向垂直的方向上施加力，在與導(dǎo)體和磁力線垂直的方向上產(chǎn)生電位差。



如果使導(dǎo)體上的磁場(chǎng)以電流流動(dòng)的路徑為軸向上圖的箭頭方向旋轉(zhuǎn)，則由于磁場(chǎng)和導(dǎo)體所成的角的變化，霍爾電位差發(fā)生變化。電位差會(huì)發(fā)生變化，但其變化趨勢(shì)與上次報(bào)道的2次線圈旋轉(zhuǎn)時(shí)的輸出電壓相同，為正弦曲線。因此，Hengstler磁編碼器可以根據(jù)通電導(dǎo)體兩側(cè)的電壓，反過(guò)來(lái)計(jì)算磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)角度。



測(cè)量旋轉(zhuǎn)位置反饋是磁編碼器的基本工作機(jī)制。測(cè)量的旋轉(zhuǎn)位置將放大，并由霍爾傳感器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

磁編碼器中使用的霍爾傳感器（芯片）通常高度集成，不僅集成了霍爾半導(dǎo)體組件和相關(guān)的信號(hào)處理和調(diào)整電路，還集成了模擬Sincos信號(hào)、方波數(shù)字等各種類型的信號(hào)輸出。電平信號(hào)或總線通信輸出單元。

磁編碼器結(jié)構(gòu)

磁編碼器依賴于三個(gè)主要組件：磁盤(pán)、傳感器和調(diào)整電路。圓盤(pán)是磁化的，圓周上有很多極。傳感器檢測(cè)磁盤(pán)旋轉(zhuǎn)時(shí)磁場(chǎng)的變化，并將此信息轉(zhuǎn)換為正弦波。傳感器是檢測(cè)電壓變化的霍爾效應(yīng)器件或檢測(cè)磁場(chǎng)變化的磁阻器件。調(diào)節(jié)電路對(duì)信號(hào)進(jìn)行乘法、除法或插值，以生成所需輸出。

磁編碼器分類

磁編碼器的分類與光電編碼器相同，主要有增量式和絕對(duì)式，絕對(duì)式分為一轉(zhuǎn)絕對(duì)式和多轉(zhuǎn)絕對(duì)式。

增量磁編碼器：

磁盤(pán)編碼器的分辨率取決于磁盤(pán)周?chē)臉O數(shù)和傳感器的數(shù)量。相對(duì)輸出位置。

絕對(duì)值磁編碼器：

絕對(duì)式磁編碼器為每個(gè)測(cè)量位置指定唯一的二進(jìn)制代碼或字。這樣，即使發(fā)生停電，也可以跟蹤編碼器的準(zhǔn)確位置。

Hengstler磁編碼器：

人們經(jīng)常批評(píng)的磁編碼器的另一個(gè)缺點(diǎn)是響應(yīng)速度慢。這不適用于快速運(yùn)動(dòng)負(fù)載的位置反饋。此外，由于其精度和分辨率（與光學(xué)編碼器相比）較低，磁編碼器被認(rèn)為不合適。作為伺服電動(dòng)機(jī)集成的位置反饋元件。另外，作為伺服編碼器還有一個(gè)必須解決的課題。那是多旋轉(zhuǎn)位置反饋。。。

磁編碼器是由德國(guó)公司Hengstler制造的一系列產(chǎn)品，在最苛刻的運(yùn)動(dòng)反饋應(yīng)用中提供智能、免維護(hù)（無(wú)需更換電池）、性價(jià)比高的解決方案。

將韋根多匝技術(shù)與直通空心軸多匝絕對(duì)式編碼器集成，可實(shí)現(xiàn)無(wú)需電池的多匝絕對(duì)式編碼器和直通空心軸解決方案。

編碼器內(nèi)不需要齒輪，緊湊的形狀和高成本效率的理念，是最適合嵌入伺服馬達(dá)、步進(jìn)馬達(dá)和各種機(jī)器人接頭的解決方案。

磁編碼器的優(yōu)缺點(diǎn)：

優(yōu)點(diǎn)：可能磁編碼器的最大優(yōu)點(diǎn)是其堅(jiān)固性。與光學(xué)編碼器不同，磁性版本不受灰塵、污垢、液體、潤(rùn)滑脂等污染物、沖擊和振動(dòng)的影響。與光學(xué)編碼器一樣，磁編碼器需要磁盤(pán)和傳感器之間的氣隙。但是，磁編碼器的氣隙不需要像光學(xué)編碼器那樣干凈透明。除非磁盤(pán)和傳感器之間有鐵材料，否則會(huì)檢測(cè)到電磁脈沖。正確運(yùn)行Hengstler編碼器的兩個(gè)重要規(guī)范是傳感器相對(duì)于磁盤(pán)（或磁帶）的徑向位置以及傳感器與磁體之間的距離。

缺點(diǎn)：對(duì)電磁干擾敏感，應(yīng)采取補(bǔ)償和保護(hù)措施，避免溫度漂移。

當(dāng)前磁編碼器應(yīng)用的新進(jìn)展：

磁編碼器使用高性能微處理器，克服磁編碼器對(duì)干擾的敏感度，完成復(fù)雜的信號(hào)處理，將訪問(wèn)時(shí)間縮短為微秒。

磁編碼器的分辨率和精度越來(lái)越高，霍爾效應(yīng)傳感器越來(lái)越薄，帶來(lái)與光電編碼器相當(dāng)?shù)姆直媛屎途取?br />
無(wú)電池多匝技術(shù)解決了多匝定位不回的問(wèn)題，同時(shí)無(wú)需更換電池。

磁編碼器應(yīng)用案例

與傳統(tǒng)的光學(xué)編碼器相比，磁編碼器不需要復(fù)雜的碼盤(pán)或光源，組件較少，檢測(cè)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。同時(shí)，霍爾元件本身也具有堅(jiān)固的結(jié)構(gòu)和小型等諸多優(yōu)點(diǎn)輕量、長(zhǎng)壽命、耐振動(dòng)、不怕灰塵、油、水蒸氣、鹽水噴霧污染或腐蝕…等。此外，磁編碼器在使用時(shí)可靠性較高，強(qiáng)度和耐久性較高，適用于風(fēng)力發(fā)電、建筑機(jī)械等較為苛刻的儀器環(huán)境中使用。

案例1：磁編碼器可應(yīng)用于電機(jī)的旋轉(zhuǎn)位置反饋，編碼器的永久磁鐵直接安裝在電機(jī)軸的一端，因此不需要軸承。反饋編碼器）。）實(shí)現(xiàn)非接觸位置測(cè)量，有助于降低電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中機(jī)械軸振動(dòng)引起編碼器故障（或損壞）的風(fēng)險(xiǎn)，提高電機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性。



案例2：對(duì)于太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)和太陽(yáng)能發(fā)電站，太陽(yáng)能跟蹤系統(tǒng)將太陽(yáng)能收集器調(diào)整到最適合太陽(yáng)的位置，從而增加太陽(yáng)能的使用。



仰角控制用絕對(duì)式旋轉(zhuǎn)編碼器



符合價(jià)格的優(yōu)秀設(shè)計(jì)

不需要齒輪和電池，多匝

無(wú)電池變速器和多匝

工作溫度：-40℃～+85℃

模擬輸出、CANopen總線、J1939協(xié)議、RS232標(biāo)準(zhǔn)、DeviceNet總線、SSI

環(huán)保級(jí)別：IP65

偏角控制用絕對(duì)式旋轉(zhuǎn)編碼器



符合價(jià)格的優(yōu)秀設(shè)計(jì)

不需要齒輪和電池，多匝

工作溫度：-40℃～+85℃

模擬輸出、CANopen總線、J1939協(xié)議、RS232標(biāo)準(zhǔn)、DeviceNet總線、SSI協(xié)議

環(huán)保類，最大：IP65

綜上所述，與光學(xué)編碼器相比，磁編碼器具有成本低、質(zhì)量高的優(yōu)點(diǎn)。

與傳統(tǒng)的光學(xué)編碼器相比，磁編碼器不需要復(fù)雜的碼盤(pán)或光源，組件較少，檢測(cè)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。同時(shí)，霍爾元件本身也有很多優(yōu)點(diǎn)。例如，堅(jiān)固的結(jié)構(gòu)和小型、輕量、長(zhǎng)壽命、耐振動(dòng)性、不怕灰塵、油污染、水蒸氣、鹽水噴霧或腐蝕。等等。磁編碼器還具有使用上的可靠性比較高、耐用，適合在風(fēng)力發(fā)電、建筑機(jī)械等比較嚴(yán)酷的機(jī)器環(huán)境中使用。

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