Что такое магнитный энкодер?

Что такое магнитный энкодер?

Магнитный энкодер — это датчик положения, который использует магнитные датчики для определения положения и движения объекта. Он работает, преобразуя изменения в распределении магнитного поля в электрические сигналы, представляющие физические величины, такие как линейное смещение или угол поворота.

Энкодеры бывают двух основных типов: линейные, для измерения прямолинейного движения, и вращательные, для обнаружения вращательного движения, при этом вращательные энкодеры более распространены в приложениях, связанных с двигателями.

Применение магнитных энкодеров

Магнитные энкодеры отлично подходят для промышленных условий, обеспечивая надежную устойчивость к таким загрязняющим веществам, как масло, вода и пыль, а также к суровым условиям, таким как высокие температуры и механические вибрации. Они идеально подходят для станков, промышленного оборудования и сред, подверженных воздействию пыли или жидкости.

Эти энкодеры предпочтительнее оптических типов из-за их компактного размера, меньшего количества деталей и пониженного энергопотребления, что делает их подходящими для приложений, где приоритетами являются эффективность пространства и экономия энергии.

Принцип работы магнитных энкодеров

Магнитные энкодеры могут обеспечивать как инкрементальный, так и абсолютный выход. Инкрементальный выход реле положения относительно начальной точки, в то время как абсолютный выход указывает точное положение в любой момент времени. Уникальная способность магнитных энкодеров легко выводить абсолютные углы проистекает из прямого соответствия форм волн напряжения абсолютным углам.

Ключевые компоненты магнитного энкодера включают магнитный датчик и постоянный магнит, установленный на подвижной части.

1. Магнитный датчик

Эти датчики, как правило, Холла или магниторезистивные (МР) элементы, обнаруживают изменения в магнитных полях. Элементы Холла используют эффект Холла для генерации напряжения, пропорционального плотности магнитного потока, в то время как МР элементы изменяют сопротивление в ответ на напряженность магнитного поля.

2. Постоянный магнит

Прикрепленный к движущемуся объекту, постоянный магнит меняет свое положение в зависимости от движения, изменяя распределение магнитного поля. Это изменение плотности потока преобразуется магнитным датчиком в электрические сигналы, предоставляя информацию о положении.

Особенности магнитных энкодеров

Хотя магнитные энкодеры эффективны во многих приложениях, они могут быть чувствительны к магнитным помехам, особенно вблизи электродвигателей, и, как правило, имеют более узкий диапазон рабочих температур. Их точность и разрешение могут не соответствовать точности и разрешению оптических или емкостных энкодеров, но они менее подвержены влиянию загрязняющих веществ окружающей среды.

Структуры магнитных энкодеров

Магнитный датчик, часто являющийся элементом Холла, обычно изготавливается из полупроводниковых материалов, таких как арсенид индия, арсенид галлия или кремний, каждый из которых обладает определенными преимуществами с точки зрения чувствительности и температурной стабильности.

Постоянные магниты в магнитных энкодерах обычно имеют форму диска, а выбор материалов включает феррит, неодим и самарий-кобальт, выбираемых на основе стоимости, размера, веса и требований к температурным характеристикам.