这些IXARC磁性编码器可承受恶劣环境,并采用模块化设计以实现最大的多功能性。

旋转编码器测量机器轴的旋转,并将结果报告给电子控制器。它们用于跟踪机器人,包装和材料处理机械以及建筑和军用车辆中的电机,轴和接头的旋转。

左,磁性编码器使用霍尔传感器来跟踪磁性轮的旋转。右,光学编码器中的透明盘标记有同心不透明区域。盘旋转并间歇地拦截来自发光在光感受器阵列上的LED的光。

最常见的是增量式编码器,其每次其轴(连接到电机轴)旋转一定量时向控制器发送信号。增量编码器让机器准确地监测加速度并快速响应负载变化。相反,定位机械部件的机床轴通常使用绝对编码器。绝对编码器报告角轴位置随时控制请求它。具有多圈功能的编码器可跟踪完整的旋转。这在机器人手臂,包装机械和必须精确定位机械联动的建筑设备中非常有用。光学编码器,在需要精确测量的应用中最常见,使用间歇地拦截照射在光感受器上的光束的码盘。落在传感器阵列上的光图案表示角位置。它们快速和准确,但是代码盘可能在震动下破裂,并且可能收集阻碍操作的灰尘和冷凝。代码盘还需要大直径,最大50 mm,以获得良好的分辨率。跟踪多次旋转的光学编码器通常使用一起配置的二级编码盘,这是有效的但是精密和机械复杂。

相反,磁编码器使用霍尔效应传感器阵列来测量从紧固到轴的永磁体发出的磁场的方向。微处理器解释传感器信号以计算磁体和轴的旋转角度。机械简单性使磁性编码器比光学编码器更小,更耐用。

多圈旋转计数器技术包括磁(顶)和光学变化。注意后者是多么复杂。

此外,霍尔效应传感器是批量生产的汽车市场(他们用于防抱死制动器),因此磁编码器相对便宜。两个警告:使用霍尔效应传感器和信号处理电路的早期磁编码器比光编码器具有更低的精度和更慢的动态响应。磁性编码器也对电磁干扰敏感。

一些磁编码器补充了信号收集和微处理器的操作,使它们作为增量编码器。这种编码器包括包含产生四个模拟输出的四个元件的霍尔效应传感器。这些原始信号进入模数转换器,因此信号处理软件可以使用数据进行反馈。

该磁性编码器在动态电机应用中提供反馈。铁磁存储器(FRAM)保存关于角位置和转数的信息。

该软件包括滤波器和速度补偿算法,使精度在0.1°以内,分辨率比集成霍尔效应传感器和信号处理的传统编码器高四倍。与传统的磁编码器相比,微处理器驱动的编码器具有更低的延迟 – 从控制触发测量和结果可用之间的时间。它们还补偿温度变化和热漂移引起的误差。

传统的编码器具有700到1400毫秒的延迟。基于微处理器的编码器占1%,使其足够快,能够为自动化设备提供反馈。

微处理器(32位)允许用户编程编码器设置,例如每转发送的脉冲。这使OEM可以编程一个增量编码器模型来模拟多个传统编码器的性能。用户可以“调谐”编码器以满足特定要求,零售分销商可以定制运营特性,而无需购买大量编码器型号。

多圈韦根计数器

霍尔效应传感器测量从0到360°的旋转,但不在自己的轨道上多次旋转。在电源上运行的电子革命计数器通常执行该任务。但是,如果在电力不可用时发生机械运动,则编码器可能无法记录完整的旋转并且失去绝对位置的轨迹。然后,除了将机器返回到已知的开始位置并且重新计数计数器之外,几乎没有选择。

在一些编码器中,磁极性的快速变化在缠绕韦根导线的线圈中产生电流脉冲。这里显示的是Wiegand拾音器对磁场的反应的一个完整周期。

另一种类型的旋转计数器使用基于Wiegand效应的能量收集,当受到磁场时,由两层铁磁Vicalloy线产生的电流。这种由经过冷加工和硬化以保持晶体结构的钴,铁和钒制成的线材在经受足够强的磁场时显示出高的磁滞,并且磁化。如果外部磁场的方向改变(例如由于附近的永久磁体的旋转),则线的磁极性最初保持相同,但是当外部场的变化达到临界阈值时“翻转”。

在具有基于Wiegand的线圈的计数多转的编码器中,这种磁极性的变化在缠绕在Wiegand线上的铜线圈中产生电流脉冲。随着外部场继续旋转,导线的极性最终翻转回来,产生第二脉冲。这些脉冲提供足够的功率来激活旋转计数电路。

具有基于Wiegand的线圈跟踪多圈绝对位置的编码器不需要外部电源。计数电子器件几乎总是处于休眠状态,除非当轴运动足以触发线中的极性翻转时。电子分析旋转方向并记录转数。这样,具有基于Wiegand的线圈的编码器避免了电池耗尽的编码器的缺点,包括有限的使用寿命,额外的重量和使处理复杂化的物质。全电子计数器还消除了对大多数光学编码器中使用的齿轮的需要。

使用Wiegand-wire编码器,脉冲强度与转速无关。拾波线圈两端的电压始终持续约10微秒,这使得电子器件更容易一致地进行寄存。

相比之下,简单的直流发电机从机械旋转产生电能,但来自这些装置的输出电流取决于旋转速度。如果旋转太慢,发电机输出将不会为电子元件供电。

无论附加功能如何,磁编码器保持机械简单性和鲁棒性。

坚固的编码器的艰苦工作

坚固的型号有不锈钢外壳,重型轴承和IP69K级轴和连接器密封。编码器可防止灰尘,水分,热,冲击和振动。这使得它们在采矿,建筑,农业和军事机械中是有用的。Hardy磁性编码器还能承受食品加工设备常见的腐蚀性清洗。外壳选项包括符合ATEX / IECEx要求的防爆型号,适用于潜在危险级别的易燃气体或灰尘。

最新的编码器中的传感器结构紧凑,自包含,使编码器适应各种机械配置变得简单。对于具有可互换特性的模块化编码器,设计人员可以指定外壳类型和材料,轴类型和直径,安装法兰类型,保护密封水平和电气连接器。模块化编码器还带有任意数量的电子接口,包括串行(SSI),并行,模拟,CANopen / DeviceNet / J1939,现场总线(Profibus,Interbus)。工业以太网(EtherNet / IP,Profinet,Powerlink EtherCAT)的接口在地平线上或在某些情况下已经在这里。

如何自定义编码器

设计师通常通过销售代理购买编码器,他们跟踪哪些功能在技术上是可行的。在此设置下,关于编码器是否可按照指定制造的问题只能通过致电制造商进行解决。

但是一些制造商现在制造轴安装编码器,并在线销售其“工业定制”版本,供技术人员和国际分销合作伙伴配置编码器以确保规格。数据库包含数据表和技术图纸。在线产品向导仅显示有效的编码器 – 功能组合。这样的在线选项,加上模块化编码器,让设计师组合子组件来指定超过100,000种不同的绝对或增量编码器变化。