磁编码器的结构、工作原理、优势、应用及其市场分析。

磁编码器的结构、工作原理、优势、应用及其市场分析。

磁编码器的工作原理

当电流流过磁场中的导体时，磁场对导体内的电子在与电子移动方向垂直的方向上施加力，在与导体和磁力线垂直的方向上产生电位差。



如果使导体上的磁场以电流流动的路径为轴向上图的箭头方向旋转，则由于磁场和导体所成的角的变化，霍尔电位差发生变化。电位差会发生变化，但其变化趋势与上次报道的2次线圈旋转时的输出电压相同，为正弦曲线。因此，Hengstler磁编码器可以根据通电导体两侧的电压，反过来计算磁场的旋转角度。



测量旋转位置反馈是磁编码器的基本工作机制。测量的旋转位置将放大，并由霍尔传感器进行转换。

磁编码器中使用的霍尔传感器（芯片）通常高度集成，不仅集成了霍尔半导体组件和相关的信号处理和调整电路，还集成了模拟Sincos信号、方波数字等各种类型的信号输出。电平信号或总线通信输出单元。

磁编码器结构

磁编码器依赖于三个主要组件：磁盘、传感器和调整电路。圆盘是磁化的，圆周上有很多极。传感器检测磁盘旋转时磁场的变化，并将此信息转换为正弦波。传感器是检测电压变化的霍尔效应器件或检测磁场变化的磁阻器件。调节电路对信号进行乘法、除法或插值，以生成所需输出。

磁编码器分类

磁编码器的分类与光电编码器相同，主要有增量式和绝对式，绝对式分为一转绝对式和多转绝对式。

增量磁编码器：

磁盘编码器的分辨率取决于磁盘周围的极数和传感器的数量。相对输出位置。

绝对值磁编码器：

绝对式磁编码器为每个测量位置指定唯一的二进制代码或字。这样，即使发生停电，也可以跟踪编码器的准确位置。

Hengstler磁编码器：

人们经常批评的磁编码器的另一个缺点是响应速度慢。这不适用于快速运动负载的位置反馈。此外，由于其精度和分辨率（与光学编码器相比）较低，磁编码器被认为不合适。作为伺服电动机集成的位置反馈元件。另外，作为伺服编码器还有一个必须解决的课题。那是多旋转位置反馈。。。

磁编码器是由德国公司Hengstler制造的一系列产品，在最苛刻的运动反馈应用中提供智能、免维护（无需更换电池）、性价比高的解决方案。

将韦根多匝技术与直通空心轴多匝绝对式编码器集成，可实现无需电池的多匝绝对式编码器和直通空心轴解决方案。

编码器内不需要齿轮，紧凑的形状和高成本效率的理念，是最适合嵌入伺服马达、步进马达和各种机器人接头的解决方案。

磁编码器的优缺点：

优点：可能磁编码器的最大优点是其坚固性。与光学编码器不同，磁性版本不受灰尘、污垢、液体、润滑脂等污染物、冲击和振动的影响。与光学编码器一样，磁编码器需要磁盘和传感器之间的气隙。但是，磁编码器的气隙不需要像光学编码器那样干净透明。除非磁盘和传感器之间有铁材料，否则会检测到电磁脉冲。正确运行Hengstler编码器的两个重要规范是传感器相对于磁盘（或磁带）的径向位置以及传感器与磁体之间的距离。

缺点：对电磁干扰敏感，应采取补偿和保护措施，避免温度漂移。

当前磁编码器应用的新进展：

磁编码器使用高性能微处理器，克服磁编码器对干扰的敏感度，完成复杂的信号处理，将访问时间缩短为微秒。

磁编码器的分辨率和精度越来越高，霍尔效应传感器越来越薄，带来与光电编码器相当的分辨率和精度。

无电池多匝技术解决了多匝定位不回的问题，同时无需更换电池。

磁编码器应用案例

与传统的光学编码器相比，磁编码器不需要复杂的码盘或光源，组件较少，检测结构简单。同时，霍尔元件本身也具有坚固的结构和小型等诸多优点轻量、长寿命、耐振动、不怕灰尘、油、水蒸气、盐水喷雾污染或腐蚀…等。此外，磁编码器在使用时可靠性较高，强度和耐久性较高，适用于风力发电、建筑机械等较为苛刻的仪器环境中使用。

案例1：磁编码器可应用于电机的旋转位置反馈，编码器的永久磁铁直接安装在电机轴的一端，因此不需要轴承。反馈编码器）。）实现非接触位置测量，有助于降低电机运行过程中机械轴振动引起编码器故障（或损坏）的风险，提高电机运行的稳定性。



案例2：对于太阳能发电系统和太阳能发电站，太阳能跟踪系统将太阳能收集器调整到最适合太阳的位置，从而增加太阳能的使用。



仰角控制用绝对式旋转编码器



符合价格的优秀设计

不需要齿轮和电池，多匝

无电池变速器和多匝

工作温度：-40℃～+85℃

模拟输出、CANopen总线、J1939协议、RS232标准、DeviceNet总线、SSI

环保级别：IP65

偏角控制用绝对式旋转编码器



符合价格的优秀设计

不需要齿轮和电池，多匝

工作温度：-40℃～+85℃

模拟输出、CANopen总线、J1939协议、RS232标准、DeviceNet总线、SSI协议

环保类，最大：IP65

综上所述，与光学编码器相比，磁编码器具有成本低、质量高的优点。

与传统的光学编码器相比，磁编码器不需要复杂的码盘或光源，组件较少，检测结构简单。同时，霍尔元件本身也有很多优点。例如，坚固的结构和小型、轻量、长寿命、耐振动性、不怕灰尘、油污染、水蒸气、盐水喷雾或腐蚀。等等。磁编码器还具有使用上的可靠性比较高、耐用，适合在风力发电、建筑机械等比较严酷的机器环境中使用。

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