磁性編碼器構(gòu)成及原理

1、.磁性編碼器構(gòu)成及原理 磁性編碼器主要部分由磁阻傳感器、磁鼓、信號(hào)處理電路組成。將磁鼓刻錄成等間距的小磁極，磁極被磁化后，旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生周期分布的空間漏磁場(chǎng)。磁傳感器探頭通過磁電阻效應(yīng)將變化著的磁場(chǎng)信號(hào)轉(zhuǎn)化為電阻阻值的變化，在外加電勢(shì)的作用下，變化的電阻值轉(zhuǎn)化成電壓的變化，經(jīng)過后續(xù)信號(hào)處理電路的處理，模擬的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化成計(jì)算機(jī)可以識(shí)別的數(shù)字信號(hào)，實(shí)現(xiàn)磁旋轉(zhuǎn)編碼器的編碼功能。 磁鼓充磁的目的是使磁鼓上的一個(gè)個(gè)小磁極被磁化，這樣在磁鼓隨著電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，磁鼓能產(chǎn)生周期變化的空間漏磁，作用于磁電阻之上，實(shí)現(xiàn)編碼功能。磁鼓磁極的個(gè)數(shù)決定著編碼器的分辨率，磁鼓磁極的均勻性和剩磁強(qiáng)弱是決定編碼器結(jié)構(gòu)和輸出信號(hào)質(zhì)

2、量的重要參數(shù)。下圖：磁鼓表面的磁極分布磁阻傳感器是磁阻敏感元件做成，磁阻器件可以分為半導(dǎo)體磁阻器件和強(qiáng)磁性磁阻器件。為了提高信號(hào)采樣的靈敏度，同時(shí)考慮到差動(dòng)結(jié)構(gòu)對(duì)敏感元件溫度特性的補(bǔ)償效應(yīng)，一般在充磁間距內(nèi)，刻蝕2個(gè)位相差為丌2的條紋，構(gòu)成半橋串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。如下圖：同時(shí)，為了提高編碼器的分辨率，可以在磁頭上并列多個(gè)磁阻敏感元件，在加電壓的情況下，磁阻元件通過磁鼓旋轉(zhuǎn)輸出相應(yīng)正弦波。其原理可簡(jiǎn)單解釋：磁鼓產(chǎn)生NS的磁場(chǎng)作圓周運(yùn)動(dòng),磁阻元件做成的傳感器隨磁場(chǎng)變化電阻也隨之變化，并感測(cè)出SinA，SinB 兩個(gè)電壓波形。磁阻傳感器的構(gòu)造如圖，由8個(gè)磁阻分為兩組相距1/4 NS間距。在Mr1， Mr2與Mr3，Mr4的接點(diǎn)處可檢出Sin電壓波形，同樣原理在Mr1，Mr2與Mr3，Mr4的接點(diǎn)處可檢出SinB電壓波形。 磁阻元件構(gòu)成的磁阻傳感器等效圖從磁阻傳感器輸出的兩路波形信號(hào)處理電路：SinA，SinB 信號(hào)到達(dá)信號(hào)處理電路后，為了能在cpu取樣的范圍內(nèi)，需對(duì)波形進(jìn)行調(diào)整。首先AB相信號(hào)需先做DC電壓準(zhǔn)位調(diào)整，使AB相信號(hào)直流準(zhǔn)位位于DSP A/D取樣電壓范圍的中點(diǎn)，且振幅不超過取樣電壓范圍，AB相信號(hào)再經(jīng)過模擬濾波器及數(shù)字濾波器，將高頻及諧波濾除后， 通過DSP高速運(yùn)算能力實(shí)時(shí)地將計(jì)算出位置和速度；另外還有一種處理方法是將SinA、SinB 信號(hào)直接通過