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    伺服輪轂電機光編碼器和磁編碼器對比

    作者:深圳市精銳昌精密智能有限公司點擊:347 發布時間:2022-02-22

    伺服輪轂電機光編碼器和磁編碼器對比


       在各種伺服運動控制中,編碼器都是組成運動控制反饋回路的關鍵元器件,作為將機械運動轉換為電信號的器件,編碼器可為工程師提供位置、速度、距離和方向等基本數據,用以優化整個系統的性能。

       伺服輪轂電機作為各類服務機器人、AGV、AMR、智能車、智能電動輪椅等的關鍵運動器件,需要選

    擇合適的編碼器作為不同場景的應用需求。右圖為精銳昌6.5寸伺服輪轂電機。


       常用的高精度編碼器有兩種:光編碼器和磁編碼器。

    一.光編碼器

    光學編碼器一直都是運動控制應用市場的熱門選擇。它由LED光源(通常是紅外光源)和光電探測器組成,透射式光源和探測器分別位于編碼器碼盤兩側,而反射式位于同一側。碼盤由塑料或不銹鋼鏡面制成,上面間隔排列著一系列透光和不透光的線或槽。碼盤旋轉時,LED光路被碼盤上間隔排列的線或槽阻斷或反射,從而產生兩路典型的方波A和B正交脈沖,可用于確定軸的旋轉和速度。


    圖1 透射式

    伺服輪轂電機光編碼器和磁編碼器對比

    圖2 反射式光編碼器伺服輪轂電機光編碼器和磁編碼器對比


    伺服輪轂電機常用的光編碼器可以達到10bit或12bit分辨率,在響應速度上也比較好。雖然性能能完全滿足輪轂電機要求 ,但是仍有幾點缺陷,在機器人應用中多塵且骯臟的環境中,污染物會堆積在碼盤上,伺服輪轂電機內部也難以做到完全的清潔和密封環境,從而阻礙 LED 光透射到光學傳感器,發生丟線情況。

    由于受污染的碼盤可能會導致方波不連續或完全丟失,因而極大地影響了光學編碼器的可靠性和精度。

    另外,LED 的使用壽命有限,終總會燒壞,從而導致編碼器故障。此外,玻璃或塑料碼盤容易因振動或極端溫度而損壞,因而限制了光學編碼器在惡劣環境應用中的適用范圍,將其組裝到電機上不僅耗時,而且受污染的風險更大。

    二.磁編碼器

    磁性編碼器的結構與光學編碼器類似,但它利用的是磁場,而非光束。磁性編碼器使用磁性碼盤替代帶槽光電碼盤,磁性碼盤上帶有間隔排列的磁極,并在一列霍爾效應傳感器或巨磁阻傳感器上旋轉。

    伺服輪轂電機光編碼器和磁編碼器對比

    圖3 磁編碼器安裝形式

    碼盤的任何轉動都會使這些傳感器產生響應,而產生的信號將傳輸至信號調理前端電路以確定軸的位置。

    相較于光學編碼器,磁性編碼器的優勢在于更耐用、抗振和抗沖擊。而且,在遇到灰塵、污垢和油漬等污染物的情況下,光學編碼器的性能會大打折扣,磁性編碼器卻不受影響,因此非常適合惡劣環境應用。

    近年經過技術的不斷發展,磁編碼的精度和分辨率已經大幅提高。精度媲美光編,分辨率甚至達到了18bit. 磁編碼器可選式輸出和增量式輸出,多集成了ABZ、SPI、SSI、PWM、UVW等多種輸出接口方式,完全滿足伺服輪轂電機的需要。

    考慮到伺服輪轂電機的結構特點和應用場景,需要對環境友好、可靠性高、精度和分辨率高、維護方便等需要,首推磁編碼器。精銳昌精密憑借在伺服輪轂電機行業的多年積累,可以為客戶提供定制化的解決方案。

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