技術

旋轉絕對磁性套件編碼器

2025China.cn   2019年10月09日
        工業和協作機器人手臂關節,以及自動導向車輛方向盤等新型定位系統應用,對位置傳感器的精度、重復性和分辨率具有極高要求。位置傳感器整體可靠性是最終用戶任何環境條件下的關鍵參數。Vishay推出的磁性編碼器滿足這些應用需求。本文簡要介紹旋轉絕對磁性套件 (RAMK) 及其相對于其他位置傳感技術的優勢。

  旋轉絕對磁性套件編碼器原理:

  與所有位置傳感器一樣,旋轉絕對磁性套件 (RAMK) 編碼器用于將機械角位移轉換成電信號 (主要是數字信號)。 因此,Vishay MCB開發了創新磁性技術,滿足廣泛性能需求。

  RAMK的轉子由多個磁道組成。 這些磁道產生的磁場由安裝在定子上的霍爾效應元件讀取,從而確定轉子的絕對位置 (圖1) 。

  圖1:磁道和霍爾效應元件 (專利設計)

  分辨率是實際分辨率,不是計算結果。 重復性高于16比特。 這一技術可達到的精度和分辨率如圖2所示。

  圖2:精度和分辨率

  由于這種“真實”分辨率,數學函數具有嚴格單調性。對于所有強調重復性的應用,最后一點是需要記住的重要參數。

  優點:

  傳感器采用套件結構 (轉子+定子)、“離軸”設計 (防止擋圈進入軸端)、高度低 (約6.5 mm)、重量輕 (< 55 g),適用于空間受限、需要精確反饋角位移的應用 (圖3)。

  圖3:RAMK編碼器功能

  RAMK具有大量技術優點:

  1、重復性:高精度和高分辨率使這種位置傳感器適合用于惡劣環境中需要高重復性的嵌入式設備

  2、安全:這種技術內置自我監控,可以滿足各種安全要求 (包括氣隙監測,溫度監測和一致性比特率)

  3、精度:轉速高于220 rpm時,轉子/定子保持非常緊密的配合精度 (12比特至13比特)

  4、即插即用:這些產品完全“即插即用”,客戶在機械固定之后無需任何調校

  5、Vishay技術對工業環境中常見的濕度、油脂、灰塵和其他污染物不敏感;相對于塑料盤必須完全清潔才能準確工作的其他光學技術,這一特點具有無可否認的優勢

        6、電磁技術對溫度不敏感,這是優于電容技術的主要優勢,后者介電常數取決于溫度和濕度。由于采用專利架構,與其他類似技術相比,Vishay編碼器對外部磁場不敏感

  7、具有極高的抗沖擊和抗振動能力,可達到軍品級性能水平

  8、根據需要提供各種規格的產品 - 輸出信號 (SPI,SSI或Biss-C)、多匝線圈變體、全冗余、定制外殼和電池備用插接件。

應用:

  RAMK具有極高精度、重復性和分辨率,主要應用包括灰塵、濕度和油脂等外部污染風險很高的機器人手臂關節控制,確定自動導向車輛方向盤位置。

  RAMK編碼器具有出色的抗沖擊和抗振動能力,同時針對光電設備和導彈制導系統的萬向節進行了優化。

  其他應用領域包括標準編碼器精度不夠高的風車和太陽能電池板。

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