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Breve introducción al principio de funcionamiento del codificador rotatorio magnético
tiempo de liberación:
Mar 27,2023
La estructura central del codificador rotativo magnético simple es un imán permanente arriba, un chip Hall debajo, y las cuatro sombras en el chip son dispositivos Hall. El efecto Hall muestra que bajo la acción del campo magnético del imán permanente, los 4 dispositivos Hall pueden detectar el valor de voltaje correspondiente, si el imán permanente gira a una velocidad constante, la forma de onda de voltaje detectada por los 4 dispositivos Hall es de 4 formas de onda sinusoidales y la diferencia de fase es de 90 grados. Por lo tanto, dependiendo del tamaño de la tensión de retorno, se puede obtener el valor del ángulo del imán.
Encoder rotativo magnético único
La estructura central del codificador rotativo magnético simple es un imán permanente arriba, un chip Hall debajo, y las cuatro sombras en el chip son dispositivos Hall. El efecto Hall muestra que bajo la acción del campo magnético del imán permanente, los 4 dispositivos Hall pueden detectar el valor de voltaje correspondiente, si el imán permanente gira a una velocidad constante, la forma de onda de voltaje detectada por los 4 dispositivos Hall es de 4 formas de onda sinusoidales y la diferencia de fase es de 90 grados. Por lo tanto, dependiendo del tamaño de la tensión de retorno, se puede obtener el valor del ángulo del imán.
Cuando se enciende el chip, se puede devolver el valor de voltaje en esa ubicación, por lo que la posición actual se puede registrar incluso si no hay batería. El chip se puede utilizar como codificador absoluto (utilizando salida de bus serie) o codificador incremental (ABZ). Un caso típico se puede encontrar en AS5047 producido por Microelectronics Austria.
2. Codificador multipolar
Los codificadores unipolares suelen ser axiales y requieren que el codificador se monte en el extremo del eje que se está midiendo. Este método de montaje no cumple con los requisitos de fila en blanco de las articulaciones del robot, por lo que funciona en un codificador multipolar axial.
Encoder rotativo multipolar de una vuelta
Los codificadores multipolares de una sola vuelta consisten principalmente en una rejilla magnética toroidal y un sensor. Los discos están magnetizados, y los polos magnéticos alternos están dispuestos en Wonju. Cuando funciona, el sensor inferior detecta cambios en el campo magnético a medida que la rejilla magnética gira y convierte esta información en una onda sinusoidal. El codificador es una salida ABZ incremental, ejemplos típicos son AS5311, AS5304, etc. producidos por Microelectronics Austria.
Codificadores multipolo multianillo
Los codificadores rotativos multipolares consisten principalmente en un anillo y un cabezal de lectura. Un ejemplo típico es la serie Lennisao AKSIM de codificadores magnéticos huecos absolutos para articulaciones de robots UR. Entre ellos, los imanes de anillo utilizan un esquema de codificación llamado principio de Nonius. En particular, los imanes de anillo consisten en dos círculos concéntricos, dispuestos alternativamente en órbitas NS. Las dos órbitas tienen polos diferentes, y generalmente hay una diferencia en el número de polos. Por ejemplo, la órbita exterior puede tener 32 polos magnéticos y la órbita interior puede tener 31 polos magnéticos. Con el disco en el centro, la alineación polar entre las pistas internas y externas cambia constantemente. El ángulo de desplazamiento entre los polos interior y exterior es único en la ubicación especificada alrededor del disco.
Cuando el codificador está funcionando, los dos sensores de campo magnético en el cabezal de lectura generan señales sinusoidales a medida que pasan a través de las etapas N y S, respectivamente. El movimiento mutuo entre estas dos señales es único para cada ubicación alrededor del disco. El cabezal de lectura convierte este cambio de fase analógico en señales digitales, cada una correspondiente a una posición de rotación única en el anillo magnético.
3. Conclusión
La intensidad de la señal de salida de un codificador rotativo magnético es proporcional al espaciado de los polos magnéticos, por lo que la resolución de un codificador rotativo magnético no puede ser tan alta como la de un codificador óptico. Pero, por otro lado, los codificadores ópticos son susceptibles al polvo y otros factores ambientales externos, y la rejilla es muy frágil, y la instalación y el mantenimiento son difíciles. Por lo tanto, los codificadores rotativos magnéticos son una buena alternativa a los codificadores ópticos.
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