什么是磁編碼器？磁編碼器的應(yīng)用及原理

什么是磁編碼器？

磁編碼器是利用磁傳感器檢測磁場分布變化作為檢測物理量的方法的編碼器 。

編碼器是檢測直線軸的移動量、旋轉(zhuǎn)角度等物理量，并將位置信息作為電信號輸出的位置傳感器。。

檢測直線運動量的線性編碼器和測量旋轉(zhuǎn)量的旋轉(zhuǎn)編碼器。有兩種類型：。旋轉(zhuǎn)編碼器與電機(jī)結(jié)合使用時具有廣泛的用途，因此得到廣泛使用。

磁性編碼器的應(yīng)用

編碼器廣泛應(yīng)用于工業(yè)設(shè)備領(lǐng)域，磁編碼器特別耐油、水、灰塵等污染的環(huán)境，同時還具有優(yōu)異的耐熱性、抗振性、抗沖擊性。因此，適合在高溫、高振動、沖擊等惡劣環(huán)境下使用。具體可用于多塵環(huán)境的機(jī)床和工業(yè)設(shè)備以及濺水和切削油的工廠。

光學(xué)編碼器它不需要像那樣帶有狹縫的圓盤，并且可以以更小的尺寸實現(xiàn)相同水平的分辨率。與光學(xué)編碼器相比，磁編碼器的部件較少，功耗也較低，因此通常用于注重緊湊性、重量和低功耗的場所。

磁編碼器原理

編碼器輸出方法包括增量法和絕對法，增量法以相對起始位置的相對角度輸出，絕對法以絕對角度輸出。由于磁編碼器的電壓波形的正弦波對應(yīng)于絕對角度，因此比光電編碼器更容易輸出絕對方式。

典型的磁編碼器由磁傳感器和永磁體組成。

1. 磁傳感器

磁傳感器使用霍爾元件、MR元件等。霍爾元件是一種利用霍爾效應(yīng)檢測磁性的傳感器，當(dāng)電流通過半導(dǎo)體薄膜時，霍爾效應(yīng)會根據(jù)磁通密度和方向產(chǎn)生電壓。

MR元件也稱為磁阻元件，是利用電阻值根據(jù)磁場強度而變化的磁阻效應(yīng)來檢測磁性的傳感器。

2、永磁體

永磁體附著在旋轉(zhuǎn)或移動的物體上。當(dāng)軸旋轉(zhuǎn)并且永磁體的位置發(fā)生變化時，磁場分布發(fā)生變化，施加到磁傳感器上的磁通密度發(fā)生變化。磁傳感器將磁通密度的變化轉(zhuǎn)換成電信號，可以輸出軸位置信息。

磁編碼器的特點

磁性編碼器容易受到電動機(jī)的磁干擾。因此，它的工作溫度范圍有限。

迄今為止，磁編碼器已經(jīng)進(jìn)行了許多改進(jìn)。然而，它們的總體精度和分辨率低于光學(xué)或電容式編碼器。

然而，光學(xué)編碼器容易受到污垢、灰塵、油等的影響。另一方面，電容式編碼器能夠抵抗環(huán)境污染物，占用空間更少，使用壽命更長，并且可以承受惡劣的溫度。

磁編碼器結(jié)構(gòu)

1. 磁傳感器

霍爾元件是利用霍爾效應(yīng)的磁傳感器，主要由半導(dǎo)體材料制成。半導(dǎo)體材料包括砷化銦 (InAs)、砷化鎵 (GaAs) 和銻化銦 (InSb) 等化合物半導(dǎo)體，以及可集成到 IC 芯片中的硅 (Si)。

砷化銦在溫度特性和靈敏度之間具有良好的平衡，砷化鎵具有穩(wěn)定的溫度特性，而銦銻具有高靈敏度。霍爾元件可分為兩種類型，分別檢測垂直和水平方向的磁場強度。

2、永磁體

磁性編碼器中使用的永磁體的一般形狀是在徑向和平面方向上磁化的盤形。編碼器尺寸和磁體材料可以根據(jù)工作磁通密度條件進(jìn)行選擇。

主要使用的材料有鐵氧體、釹（Ne-Fe-B）和桑科巴（SmCo）。鐵氧體型材料價格便宜，釹型材料又小又輕，薩馬科巴型材料具有良好的溫度特性。