问:磁编码器的基本原理是什么?
A
 : 磁性编码器使用由黑色金属制成的旋转齿轮和带有永磁体和传感元件的磁性传感器。随着齿轮(或环)旋转,齿“扰乱”永磁体的磁通量,从而导致磁通场增大和缩小。感测该场的变化,并且感测元件产生相应的数字脉冲信号输出。传感器被布置成与光学编码器一样产生正交信号对,以确定方向。

磁性编码器概述

图 1:磁性编码器基于感测齿轮或转子外围的铁质材料的通过,并使用霍尔效应或磁致伸缩装置进行感测。

图 1:磁性编码器基于感测齿轮或转子外围的铁质材料的通过,并使用霍尔效应或磁致伸缩装置进行感测。

问:传感元件的结构和材料是什么?
A
 : 编码器中使用的两种主要类型是霍尔效应和磁阻。霍尔效应传感器通过电子的磁偏转来检测电压的变化。磁阻传感器检测由磁场引起的电阻变化。霍尔效应传感器的成本通常低于磁阻传感器,并且精度较低。这意味着霍尔效应传感器在用于编码器时会产生更多的输出“抖动”或由传感器变化引起的信号误差。此外,齿轮可以由具有交替黑色和有色金属区域的坚固橡胶环代替。

问:与光学编码器相比,磁性编码器的属性是什么?
A
 : 磁性编码器不易因污染而出现错误或故障,因为它们的传感器检测转子中嵌入的磁场的变化;油、污垢和水不会影响这些磁场。它们也很坚固,因为没有玻璃盘(如果使用的话)会破碎。最后,磁性方法使用更简单的轴承,因此不太可能出现轴承问题或故障。磁性传感器可以在比光学编码器更高的温度下工作。使用磁性作为产生信号的元素,可以产生不受灰尘、湿气、极端温度和冲击影响的组件。

磁性编码器概述

由橡胶类材料制成的具有交替嵌入磁性/非磁性部分的环可作为磁性感应的一种安装选项

由橡胶类材料制成的具有交替嵌入磁性/非磁性部分的环可作为磁性感应的一种安装选项。(图片来源:RLS/雷尼绍)

问:与光学编码器相比,磁性编码器的分辨率和成本是多少? 答:使用齿轮齿的磁性编码器的分辨率通常较低,但使用具有交替截面的特殊环会产生相当的分辨率。与任何传感器拾取系统一样,分辨率是传感器明确检测所需目标的能力的函数,同时不会因串扰、场重叠或噪声而被相邻目标混淆或误导。

磁性编码器的成本较高,因此成本与坚固性之间存在关系。许多供应商同时提供光学和磁性编码器。