磁编码器

摘要： 目的针对国内胶印机数字化供墨系统墨量精确调节不足的问题,分析现有供墨系统的优缺点,提出一种基于STM32的遥控墨斗系统设计方案。方法采用分区独立控制墨键开度的墨斗机械结构,以STM32F103单片机为主控制器构建墨键电机驱动硬件系统,采用6位拨码开关选址区分不同的驱动板,对磁编码器输出脉冲反馈计数实现墨键位置控制;设计操作台面板按键及显示单元,将墨键位置调节分为0~99分位,系统间采用CAN总线通讯方式,操作台面板和上位机监控界面实时显示墨键位置及状态信息。结果实验结果表明,遥控墨斗系统调节墨键开度范围为0.05~0.6mm,墨键定位精度为5μm,且重复定位精度良好。结论基于STM32的遥控墨斗系统实现了胶印机印刷过程中墨量的精确调节,且运行稳定,满足当前胶印机数字化供墨要求,具有较大的应用价值。

摘要： 磁编码器轴角解算技术是伺服系统中反馈电机运动状态的关键技术之一。磁编码器轴角解算的精度是决定伺服系统精度的关键因素之一。为提高轴角解算的精度,基于霍尔式磁编码器工作原理,设计了基于Arduino的磁编码器轴角解算系统。该系统以Arduino作为主控制器,由正交安装在磁铁下方的2个霍尔元件构成磁编码器。磁编码器感应磁场变化,并输出2路正交电压信号。采用高精度外围独立模数转换(ADC)采样模块ADS1115,对2路输出信号采样后输入至Arduino,分别通过反正切法和锁相环法实现轴角解算。将该磁编码器安装在带有17位光电编码器的伺服同步电机上,对解算的轴角进行对比试验。试验结果表明,该系统能有效解算电机轴角。其中,锁相环法的解算结果相对反正切法精度更高。该系统结构简单、成本低,能有效进行磁编码器轴角实时解算,对实际工程应用具有一定的参考价值。

摘要： 设计了基于STM32微控制器的无刷直流电机有感FOC控制系统,通过磁编码器获取电机转子位置信息,通过调节比例、积分、微分系数,实现电机位置和电流双闭环控制,并将此控制系统应用于两轴云台。驱动芯片选用L6234P,具有较强的驱动能力,同时加入了电流检测电路,保证系统运行过程中电流稳定。通过软件编程方式实现了基于坐标变换的FOC控制方法,使电机在最高效率下运行。控制器经多次对比实验验证位置控制精度高,保证了固定视轴采集的光谱数据稳定准确,结合车载DOAS技术实现了对城市区域内污染源分布的快速测量。

摘要： 磁编码器在高精度测控领域有着广泛应用。分析了磁编码器在精度提升上的各类方法,在对输出信号进行幅度归一化和补偿后,针对实际霍尔元件输出信号中的随机噪声,建立了基于圆周运动模型的状态方程。针对状态方程中非线性问题,提出了基于无迹卡尔曼滤波的磁编码器设计方案,并分别在300 r/min、600 r/min和1200 r/min三种转速下将无迹卡尔曼滤波前后的角度误差数据进行对比分析,结果证明了该方案在工业应用上的可行性和有效性,在不同转速下均有明显的精度提升效果,而且能很好地消除突变的大误差值问题。

摘要： 磁编码器是一类非接触式新型位置传感器,具有体积小、抗干扰能力强、成本低等优点,在工业伺服控制领域具有广泛的应用.分析了磁编码器的一般性工作原理,重点介绍了磁阻式和霍尔式两类磁编码器的技术现状及应用.讨论了标定查表法、反正切法、锁相环法等磁编码器位置解算方法,对比了它们的优缺点.剖析了磁编码器位置检测的谐波失真、幅相偏差、随机噪声等主要误差来源及其处理方法.调研了国内外市场上主流磁编码器产品的性能指标.指出磁编码器将往高分辨率、高精度、小型化、集成化、更高效的位置解算方法与误差处理技术等方向发展.以上研究与分析,为我国磁编码器的设计与研发、工业控制及智能制造等提供了参考.

摘要： 介绍了一种基于STM32单片机的永磁同步电机驱动方案.为满足伺服系统对电机的高速实时响应特性要求,基于PMSM电机的参数特性和编码器类型,在硬件上设计了以STM32单片机为核心的电路,包括了电流采样电路、功率驱动电路和工业以太网通讯电路.在软件上规划出FOC控制模型,包括CLARKE变换模型、PARK变换模型、空间矢量变换模型.根据硬件和控制算法的特性构造出了一套软件框架和流程.通过建立三环伺服控制系统分析和验证了方案的可行性.

摘要： 编码器作为伺服电机系统角度检测、反馈的最核心部件,其自身定位精度至关重要.将基于隧道结磁电阻原理的磁敏芯片作为敏感元件,配合开关电源和线性电源模块形成电源系统,使用STM32F373单片机芯片及其外围电路组成信号处理微系统,使用自定义基于RS-485的Modbus RTU协议进行数据传输和通信,设计和研制了一种高精度的磁电式旋转编码器,并采用自动采集系统对编码器数据进行了采集及存储.在程序设计方面,针对敏感元件的原始输出数据,设计和编写了一种数据处理、修正和校准算法,并使用MATLAB软件对编码器解算的角度数据进行了仿真、运算和验证.为进一步检验所研制的编码器在实际工况下的角度测量精度,将编码器安装在高精度时栅转台系统上进行了测试,编码器测试精度达到0.0469°,可应用于伺服电机角度反馈系统.

摘要： 汽车前束测量仪采用单片机结合高精度编码器实现精确的直线测量,结合内部技术,可直接读取汽车悬挂系统中的车轮前束值,测量准确、操作简单、便于携带且成本低.测量仪由单片机核心控制部分、磁性旋转编码器核心测量部分、液晶屏驱动部分、按键部分、对外通讯部分五部分构成一个完整的硬件系统,为保证汽车行驶安全以及人身安全起着积极作用.

摘要： 世界上首台显微镜诞生于16世纪,它的原理是使用光学系统将样品放大以进行分析。最早的显微镜利用自然光或聚光灯来照射样品,观察者一边观察一边将看到的内容徒手绘制出来。后来,各式各样的显微镜陆续问世,比如荧光显微镜、电子显微镜和扫描显微镜等。随着摄影术的发明,1900年科学家在利用显微镜的透镜对样品成像的同时,拍摄出世界上首张光学显微照片。

摘要： 编码器是一种通过光电转换或磁电转换,将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器,在工业控领域中被广泛使用.本文分析了当前主流的磁编码器技术路线,提出了一种基于各向异性磁电阻(AMR)效应的磁阻编码器技术,设计了磁编码器的磁路、电路和算法,并研制了原理样机,测试了其参数指标.测试结果表明,该编码器性能良好,满足应用需求.

摘要： 工业机器人执行机构不仅要动作可靠、准确,而且还必须运行平稳,反应迅速,动态特性好,这对电机本身及电机转子位置传感器均提出了较高的要求。磁编码器结构紧凑、成本低廉、可靠性能高,本文提出采用永磁同步电动机作为执行结构,采用磁编码器进行转子位置检测,分析磁编码器的工作原理,设计了磁编码器的信号处理电路,以及与电机控制DSP接口电路,采用绝对位置信号进行电动机的空间矢量控制,实验结果表明,系统控制效果良好。

摘要： 针对步进电机易于失步/堵转的特性,分析其原因,设计了以磁编码器作为绝对角度的反馈机制,形成了步进电机的闭环控制系统.通过输出与反馈比较,进行脉冲补偿或待机保护,有效地解决了失步/堵转问题.

摘要： 本发明提供了一种磁式编码器的磁环、磁环充磁与读取装置以及磁式编码器，所述磁环为中空结构，所述磁环具有至少1个磁道，所述磁道用于记录二进制数据。本发明提供的磁式编码器的磁环，通过设置多个可以记录二进制数据的磁道来表征转角角度，可以有效的避免现有技术中采用霍尔元件时由于磁通密度变动引起的测量误差，提高了检测精度。磁环充磁与读取装置可以完成对磁环所有磁道的充磁操作，满足了大面积高精度的充磁需求，且装置的成本较低，充磁操作简单。磁式编码器解决了现有技术中编码器的转角信号输出形式单一的问题，可方便机器人对同一个转角信号同时进行多种不同用途的处理使用。

摘要： 本申请公开了一种磁栅编码器的位置测算方法和磁栅编码器，其中本申请磁栅编码器的位置测算方法，包括有以下步骤：获取用于表示相邻分段之间相对距离的拼接差值；获取位于分段上的其中一读取部所读取的位置编码信息作为初测位置信息；根据初测位置信息，判定该读取部所处的分段，得到分段信息；根据初测位置信息、拼接差值以及分段信息，得出位置测算数据；本申请的位置测算方法具有定位准确，使用方便的优点。

摘要： 本发明实施例公开了一种磁编码器的编码方法及磁编码器，该方法包括：根据磁刻度条的旋转角度的正弦信号和余弦信号，确定旋转角度所属的目标子象限区间；根据目标子象限区间与第一子象限区间或者第二子象限区间之间的映射关系，以及第一子象限区间的磁刻度细分值或者第二子象限区间的磁刻度细分值，确定目标子象限区间的磁刻度条细分值，其中，细分值为对磁刻度的细分次数；根据目标子象限区间的磁刻度条细分值确定对当前磁刻度的编码间隔，并生成对应于当前磁刻度的编码信号。本发明实施例通过内插芯片运行高精度的内插算法对刻录好的磁刻度进行更加细化的读取，实现了对磁刻度条的位移进行了更细致的划分，因而提高了编码器分辨率和编码精度。

摘要： 本发明公开了一种磁编码器的控制方法、磁编码器及针织机器。该磁编码器包括套设于电机的转动轴上的磁环以及位于转动轴侧向的磁场传感器，其中，磁环沿磁环的周向划分成至少一对磁极，磁极沿磁环的径向充磁，且相邻的两个磁环的外环面的磁极性互为相反；该磁编码器的控制方法包括：利用磁场传感器获取磁环在垂直于磁环的轴向的参考平面内的垂直磁场分量和水平磁场分量；利用预设的缩放系数对垂直磁场分量或水平磁场分量进行缩放；利用缩放后的垂直磁场分量或水平磁场分量计算转动轴的机械角度。通过磁编码器的控制方法可以实现对电机的转动轴的机械角度进行精准的控制。

摘要： 本发明实施例公开了一种磁编码器的编码方法及磁编码器，该方法包括：根据磁刻度条的旋转角度的正弦信号和余弦信号，确定旋转角度所属的目标子象限区间；根据目标子象限区间与第一子象限区间或者第二子象限区间之间的映射关系，以及第一子象限区间的磁刻度细分值或者第二子象限区间的磁刻度细分值，确定目标子象限区间的磁刻度条细分值，其中，细分值为对磁刻度的细分次数；根据目标子象限区间的磁刻度条细分值确定对当前磁刻度的编码间隔，并生成对应于当前磁刻度的编码信号。本发明实施例通过内插芯片运行高精度的内插算法对刻录好的磁刻度进行更加细化的读取，实现了对磁刻度条的位移进行了更细致的划分，因而提高了编码器分辨率和编码精度。

摘要： 本发明公开了一种用于磁编码器的校准方法，装置和磁编码器，所述磁编码器包括磁环，磁环设置于电机的输出轴上并跟随输出轴自转，磁环外侧设置有第一传感器和第二传感器，第一传感器和第二传感器之间的夹角为90°，所述校准方法包括：分别获取第一传感器和第二传感器检测到的检测位置以及待校准的校准参考位置；根据所述检测位置与待校准参考位置对第一传感器和第二传感器进行线性插值校准；对第一传感器和第二传感器的检测位置进行融合补偿校准。本发明磁编码器为中空结构，具有较高的精确度，分辨率和稳定性。

摘要： 本发明实施例提供了一种磁编码器模块、磁编码器以及伺服电机，所述磁编码器模块包括磁场检测芯片和相对所述磁场检测芯片旋转的永磁体，和所述磁场检测芯片用于检测磁通变化，所述永磁体具有第一表面；所述磁场检测芯片正对所述第一表面的中心；其特征在于，所述永磁体的第一表面的中心位置开设有磁通短路区域，用以降低所述磁场检测芯片处的磁力线曲率。本发明实施例可有效抑制因磁编码器模块安装偏心等导致的永磁体构件与磁场检测芯片不平行对检测精度的影响，提高磁编码器模块安装的容差。

摘要： 本发明提供了一种磁编码器、机器人关节及磁编码器的标定方法，所述磁编码器的设计方案中，将磁编码器设计为包括第一径向磁环和第二径向磁环，第一径向磁环包括一对磁极，第二径向磁环包括至少两对磁极，第二径向磁环与第一径向磁环共轴；在磁环固定部件相对磁场传感器固定部件旋转时，带动第一径向磁环和第二径向磁环相对第一磁场传感器和第二磁场传感器的旋转，第一磁场传感器和第二磁场传感器分别感测第一径向磁环和第二径向磁环的磁场数据。由于第二径向磁环具有至少两对磁极，使得第二径向磁环可产生与磁极对数个周期信号，从而提高第二磁场传感器的读数的分辨率，进而实现对磁编码器的分辨率提高。

摘要： 本实用新型公开了一种磁编码器、磁编码器的安装结构及舵机，磁编码器包括编码器转子和编码器定子，编码器转子包括两道同心布置的内道磁环和外道磁环，内道磁环周向分布有M个弧长相同的磁极对，外道磁环分布有N个弧长相同的磁极对，M和N的差值为1；编码器定子为集成在控制电路板上的单芯片，单芯片包括两个分别对内道磁环和外道磁环进行磁感应的磁感应元件；单芯片设有对两个磁感应信号进行监相得到编码器转子转动角度的控制单元。编码器转子采用两个同心布置的内道磁环和外道磁环构成，且内道磁环和外道磁环上的磁极对存在一个差值，控制单元对两个磁感应信号进行监相，通过差分计算可以实现编码器转子绝对位置的检测，提高了测量精度。

摘要： 本实用新型实施例提供了一种磁编码器模块、磁编码器以及伺服电机，所述磁编码器模块包括磁场检测芯片和相对所述磁场检测芯片旋转的永磁体，和所述磁场检测芯片用于检测磁通变化，所述永磁体具有第一表面；所述磁场检测芯片正对所述第一表面的中心；其特征在于，所述永磁体的第一表面的中心位置开设有磁通短路区域，用以降低所述磁场检测芯片处的磁力线曲率。本实用新型实施例可有效抑制因磁编码器模块安装偏心等导致的永磁体构件与磁场检测芯片不平行对检测精度的影响，提高磁编码器模块安装的容差。