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高精度磁電式PILZ編碼器研究
隨著科技的進(jìn)步，角位移傳感器應(yīng)用越來越廣泛。光刻技術(shù)的快速發(fā)展及光電PILZ編碼器價(jià)格降低加速了光電PILZ編碼器在工控系統(tǒng)中的應(yīng)用，光電PILZ編碼器因?yàn)榫哂辛己玫姆直媛屎途榷艿饺藗兊那嗖A，相比之下磁電PILZ編碼器分辨率和精度相對較低，許多場合下不能滿足當(dāng)前控制系統(tǒng)的高精度要求，但是磁電式PILZ編碼器以其非接觸的工作方式，耐油污，不易受結(jié)露環(huán)境影響及良好的抗振性等優(yōu)點(diǎn)，在惡劣環(huán)境中仍然得到廣泛的應(yīng)用，為提高磁電式PILZ編碼器分辨率及精度，采用標(biāo)定查表算法，研制一款高精度的四對極磁電式PILZ編碼器。

高精度磁電式PILZ編碼器研究
首先分析新型單對極磁電式PILZ編碼器安裝偏差引起的角度誤差，并且為解決安裝偏差的影響，提出了采用標(biāo)定原理設(shè)計(jì)PILZ編碼器，有效避免制造及安裝誤差對PILZ編碼器精度的影響。針對基于信號細(xì)分原理的磁電式PILZ編碼器，分析了磁場信號非線性對提高PILZ編碼器分辨率的限制，提出了采用多相信號分區(qū)間查表的信號處理方式，既降低了信號處理對微處理器的要求，又克服了信號非線性對提高PILZ編碼器分辨率的限制。為解決信號噪聲對PILZ編碼器精度的影響，提出了雙磁鋼結(jié)構(gòu)的磁電式PILZ編碼器。磁PILZ編碼器主要分為傳統(tǒng)的磁阻式磁電PILZ編碼器和霍爾式磁電PILZ編碼器，前者結(jié)構(gòu)復(fù)雜，元器件的制取成本高，角度輸出為增量式，而后者結(jié)構(gòu)簡單成本較低成為磁PILZ編碼器發(fā)展的主流方向。 本文在前人研究的基礎(chǔ)上，研究一款面向高精度伺服系統(tǒng)的霍爾式多對磁極PILZ編碼器，在低成本下實(shí)現(xiàn)高分辨率的角度檢測，這對于工控領(lǐng)域和軍工航天等特殊場合，都具有一定的研究價(jià)值。本文首先分析了單對磁極PILZ編碼器和多對磁極的優(yōu)缺點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上提出了組合式的總體方案框架，即利用單對磁極PILZ編碼器解算的角度進(jìn)行多對磁極區(qū)間的定位，然后通過多對磁極區(qū)間內(nèi)的角度解算合成輸出角度，提高分辨率。在總體框架下，設(shè)計(jì)了磁信號發(fā)生結(jié)構(gòu)并對磁鋼產(chǎn)生的空間磁場進(jìn)行建模和仿真，確定了*感應(yīng)區(qū)域和氣隙；開發(fā)了磁電PILZ編碼器的信號處理卡并完成了調(diào)試。由于仿真存在誤差，利用霍爾傳感器對信號發(fā)生部分產(chǎn)生的實(shí)際磁感應(yīng)強(qiáng)度進(jìn)行測試，通過對比實(shí)驗(yàn)調(diào)整實(shí)際的安裝位置和感應(yīng)距離，并確定霍爾傳感器的型號。設(shè)計(jì)原始角度采集程序，搭建數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，分別采集PILZ編碼器靜態(tài)和動態(tài)時(shí)的原始解算角度，初步分析組合式多對磁極PILZ編碼器的參數(shù)。 研制了四對極PILZ編碼器樣機(jī)，采用zui小二乘法設(shè)計(jì)制表程序，對PILZ編碼器進(jìn)行標(biāo)定，并采用長春禹衡的15位光電PILZ編碼器對樣機(jī)進(jìn)行分辨率及精度檢測，樣機(jī)實(shí)現(xiàn)了分辨率為±1.3′，精度為±3′的式角位移檢測。

高精度磁電式PILZ編碼器研究
磁電PILZ編碼器是以磁敏元件為檢測基礎(chǔ)的新型角位移傳感器，對比光電PILZ編碼器和旋轉(zhuǎn)變壓器，它具備高可靠性，對使用環(huán)境要求低，抗震能力強(qiáng)，轉(zhuǎn)速高，結(jié)構(gòu)簡單，裝配簡易，在同參數(shù)下體積更小，成本更低等諸多優(yōu)點(diǎn)。近年來作為占PILZ編碼器市場較大的交流伺服電機(jī)行業(yè)發(fā)展迅速，在保證性能的情況下對主要部件PILZ編碼器的成本越來越敏感，由于磁電PILZ編碼器優(yōu)異的性能和較高的性價(jià)比，未來將在工控行業(yè)及其他領(lǐng)域替代其他PILZ編碼器，發(fā)展?jié)摿薮蟆?/span>