位移传感器家族新丁（转载）

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skbolo 发表于 2006/7/29 11:56:10 1475 查看 1 回复 [上一主题] [下一主题]

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——静磁栅位移传感器
秦宝
（武汉莹佳科技发展有限责任公司武汉市青山区罗家路和平花苑4-2-202 430081）

摘要：本文列举了几种常用的位移传感器，在分析比较各种位移传感器原理与特点及其局限性的基础上，详细解说了位移传感器家族新成员——静磁栅位移传感器。静磁栅位移传感器构思奇特,位置检测直接,理论上无寿命极限。

关键词：静磁栅传感器位移控制 PLC
物体位移的检测与控制一直是工业界最常用、最基础的定位手段。现阶段产品在结构和性能上已经发生了巨大的变化，功能更加完善，可靠性更高，并向着自动化和智能化方向发展；位移检测产品的性能主要反映在满足准确性、可靠性、及时性、耐用性和自动化水平程度等方面。

一、静磁栅位移传感器概述
1、静磁栅位移传感器由“静磁栅源”和“静磁栅尺”两部分结合使用。“静磁栅源”使用铝合金压封无源钕铁硼磁栅组成磁栅编码阵列；“静磁栅尺”用内藏嵌入式微处理器系统的特制高强度铝合金管材封装，使用开关型霍尔传感器件组成霍尔编码阵列，铝合金管材外部使用防氧化镀塑处理。
2、“静磁栅源”沿“静磁栅尺” 轴线作无接触（相对间隙宽容度和相对姿态宽容度达50mm）相对运动时，由“静磁栅尺”解析出数字化位移信息，直接产生高于毫米数量级的位移量数字信号。充分发掘嵌入式微处理器的资源，将数据更新速度提高到毫秒数量级，以便能适应5m/S以下运动速度的位移响应。直接测量物体位移和角度，普通分辨度1毫米，目前最高分辨度可达0.2毫米，最高测长可达2公里。机理有如“游标卡尺”，游标卡尺1毫米的刻度可以辨别出0.02毫米，其分辨率提高了50倍。磁栅编码阵列间距和霍尔编码阵列间距不同，有如游标卡尺上下差分滑尺的不同刻度，再经过一套反复推演的算法，使得静磁栅绝对编码器的分辨率可达0.25毫米或者更小。
3、“空间静磁栅”顾名思义是永久磁铁通过空间被细分的栅片状的作用区无接触地对位量装置产生作用，磁场的作用区能细分为0.2mm厚薄的有相当宽度的栅片状空间，“空间栅片”有非常固定的编号，在失电投电不断转换的过程中，或在永久磁铁离开又回到作用区时，均能正确地反映探测的位置或角度，真正做到了“绝对编码”。通俗的讲就是霍尔编码阵列元件只有开和关两种状态。由于物理位置不同，每只霍尔开关元件含有不同的位置信息，通过计算机高速扫描辨识，实现了“空间直线位置绝对编码”，无论量程多长，只要保证安装精度，就能获得非常小的示值误差。基本不受外界温度、湿度、杂散磁场、电磁干扰等因素影响。
4、配套的显示控制器可以实现常规位移控制功能，现场显示调校功能和数据通讯转换功能集成其间，不仅可现场调定参数，直接实施位置闭环控制，而且其通讯接口还可提供I2C、RS485、RS422、SSI、CAN、PROFIBUS等多种硬件形式以利上位机直接采集数据。如果挂接现场总线，又可望直接与变频调速器联机使用。在短距离测控方面（例如短于2米），提供4～20mA或1～5V标准信号。

二、静磁栅位移传感器详述
1、产品综合特点：
1.1、使用寿命长：无接触检测位置及角度，避免了机械损伤，理论上无寿命极限。
1.2、抗恶劣环境：－40℃至＋100℃工作温度范围，连续高粉尘、泥浆、水下(中南国家计量测试中心测试该产品可在水下1000m运行，测试证书编号：力字第04411486 号)及高撞击、强振动工作环境。
1.3、直接绝对型测量：直接指示位移毫米数或旋转角度数，无需换算，不怕掉电，任意定位控制
1.4，量程极长，分辨率适中:260毫米-2000米长度量程，分辨率0.2mm；全向360度角度量程，分辨率0.1度。
1.5、极丰富的数据接口：有NBK三种方式，N方式为内置方式,可提供1－5V、4-20mA等标准模拟信号和I2C、RS485、RS422三种数字信号。B方式为带专用变送器方式,可提供标准模拟信号和更丰富的数字信号如I2C、RS485、RS422、SSI、高速并行输出、Profibus-DP、DeviceNet、EtherNet、CANopen、InterBus、ControlNet、ASI、PF、Modbus等。K方式为带专用显示控制器方式，除了具有B方式的全部接口外还具有显示位置、闭环控制和通讯转换等多种功能，可以形成独立的显示控制系统。
1.6、安装维护方便:在保持适度间隙的条件下,无约束安装运行。
2、产品外观说明
2.1、静磁栅位移传感器：

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lifengya   |   当前状态：离线

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lifengya   发表于 2006/7/29 11:56:10

如果原理反过来：移动部分使用开关型霍尔传感器件组成霍尔编码阵列，静止部分使用铝合金压封无源钕铁硼磁栅组成磁栅编码阵列，也就是静磁栅源与静磁栅尺原理交换一下，这样一副“磁栅尺”可以同时匹配十几个“静磁栅源”，我公司设备就可以直接使用了。
可以吗？
我公司是生产包装设备，一款机型上一条直线导轨上安装12个刀头，共3条导轨，一共26个刀头，刀头都可以移动，现在正在寻找一种绝对测量方式确定刀头位置。信号最好以串行通讯输出，可以网络采集。
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引用 lifengya 2006/7/29 11:56:10 发表于2楼的内容

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