德(dé)國HEIDENHAIN 海德(dé)漢值編碼器的(dí)原理(lǐ)及應(yīng)用(yòng)
HEIDENHAIN 海德(dé)漢值編碼器(qì)是利用霍爾型(xíng)傳感(gǎn)器對於(yú)磁場變化感(gǎn)應而工作的編(biān)碼器，也稱(chēng)為霍爾磁電值編(biān)碼器，與光(guāng)學式(shì)值編(biān)碼器(qì)一(yī)樣，為非接觸式值(zhí)，用於(yú)精確(què)測量整(zhěng)個360°範圍內的角度
。
霍爾磁電值(zhí)編(biān)碼器工(gōng)作(zuò)原(yuán)理(lǐ)有多種，主(zhǔ)要(yào)的是(shì)如下兩(liǎng)種（如圖）
磁場(cháng)周(zhōu)邊感(gǎn)應型：
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磁場(cháng)下(xià)方（上方）感應型：
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永磁體(tǐ)N/S將(jiāng)在空間(jiān)產生一(yī)個磁(cí)場(cháng)，這(zhè)樣的磁(cí)場(cháng)存(cún)在類似(sì)於(yú)“地圖”，下圖為磁(cí)場(cháng)“地圖”示意圖(tú)：
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測量角(jiǎo)度(dù)時(shí)，HEIDENHAIN 海(hǎi)德(dé)漢(hàn)編碼器(qì)軸轉動(dòng)，帶(dài)動旋(xuán)轉(zhuǎn)雙極(jí)磁鐵，霍爾元件可以檢測到磁鐵的(dí)磁(cí)場變化(huà)，獲(huò)得一個(gè)模擬(nǐ)量周期(qī)曲綫，經過模擬前端的(dí)A/D轉換和DSP計(jì)算芯片(piàn)處(chǔ)理(lǐ)而獲(huò)得位(wèi)置變(biàn)化，如(rú)有4個(gè)霍(huò)爾組件(jiàn)，可獲(huò)得對角(jiǎo)布置傳(chuán)感器(qì)的差分信號的變化曲綫(xiàn)，通過(guò)內部(bù)芯(xīn)片(piàn)的比較，可以(yǐ)更(gēng)好(hǎo)地(dì)去除由於(yú)外(wài)部磁(cí)場(cháng)
，溫度所帶來(lái)的(dí)偏差(chà)，獲得(dé)更高的(dí)準確(què)度(dù)
。為(wéi)實現這一(yī)功能，計(jì)算芯片采用(yòng)了坐(zuò)標旋轉數(shù)字計算機(jī)（CORDIC）技術，來計算Hall陣(zhèn)列信號的角度和幅值
。講的(dí)通(tōng)俗一點，就(jiù)是(shì)磁(cí)鐵產(chǎn)生磁場(cháng)“地(dì)圖”，多個磁感應霍爾傳(chuán)感器(qì)識別(bié)“地圖”，並感(gǎn)應“地圖”變(biàn)化，計(jì)算(suàn)出位置（角度）
。
因(yīn)高速DSP計(jì)算(suàn)芯片(piàn)的出現及坐(zuò)標旋轉(zhuǎn)數字計算機（CORDIC）技術，這種A/D轉換
，識別
，比較(jiào)
，計算(suàn)
，快(kuài)速(sù)輸(shū)出才能夠(gòu)得以實現(xiàn)，這也(yě)是近年磁電值編碼器能(néng)高(gāo)速(sù)發(fā)展的(dí)原因(yīn)
。
由(yóu)於(yú)永(yǒng)磁體(tǐ)的(dí)磁場基本上變(biàn)化很小，這種(zhǒng)“地(dì)圖(tú)”識(shí)別就是(shì)“值”的，這種角度測(cè)量方式可(kě)即(jí)時指示(shì)磁鐵的角度位(wèi)置(zhì)，其分辯率目前已(yǐ)有達到(dào)16位(wèi)，並(bìng)能(néng)夠(gòu)以數(shù)字化數(shù)據輸出(chū)信號
。
 德國(guó)HEIDENHAIN 海(hǎi)德漢(hàn)值編碼器(qì)的(dí)原理及(jí)應(yīng)用(yòng)
然而盡(jìn)管目前(qián)HEIDENHAIN 海(hǎi)德漢值編碼器有(yǒu)些(xiē)已經達(dá)到了16位的高分辨(biàn)率，但(dàn)是精度(dù)卻無(wú)法(fǎ)和(hé)光學值(zhí)編碼(mǎ)器(qì)相比(bǐ)，因(yīn)為(wéi)永磁(cí)體的(dí)穩(wěn)定性，受外(wài)界磁(cí)場
，溫度的(dí)變化仍然是存在的，更主(zhǔ)要(yào)的是，永(yǒng)磁體的(dí)材(cái)料(liào)的特性使(shǐ)N/S分(fēn)界及(jí)磁場(cháng)分(fēn)布(bù)無(wú)法達(dá)到(dào)很(hěn)高的精(jīng)度(dù)，而無(wú)法(fǎ)與(yǔ)光學刻綫(xiàn)精(jīng)度(dù)相比(bǐ)，這就(jiù)限(xiàn)製(zhì)了這(zhè)種(zhǒng)磁電編(biān)碼(mǎ)器(qì)精(jīng)度(dù)的提高(gāo)，過分(fēn)提高(gāo)磁電值編(biān)碼器(qì)的(dí)分(fēn)辨率也就(jiù)失去(qù)了(liǎo)意(yì)義
。
HEIDENHAIN 海德漢(hàn)值編碼(mǎ)器不(bù)僅僅(jǐn)是(shì)單圈(quān)值，通(tōng)過增加機械齒輪(lún)組(zǔ)同樣(yàng)可以實(shí)現多圈的(dí)值(zhí)測(cè)量，而上有些較(jiào)通(tōng)用的(dí)做(zuò)法(fǎ)是(shì)磁(cí)電(diàn)方法與(yǔ)光學(xué)方(fāng)法(fǎ)在單圈與(yǔ)多圈齒(chǐ)輪(lún)組(zǔ)上的混合應用(yòng)
。
磁電值編碼器的(dí)優(yōu)缺點： 地(dì)址(zhǐ)：上海黃(huáng)浦區北(běi)京(jīng)東(dōng)路科(kē)技京城(chéng)東(dōng)樓20C2室(shì)
：劉小燕  ：零二(èr)一(yī)六(liù)二一(yī)二(èr)一二(èr)八(bā)六(liù)  零二(èr)一五(wǔ)二(èr)三(sān)七(qī)一(yī)六七九(jiǔ)  一八九一(yī)八(bā)零(líng)三(sān)八(bā)零(líng)七(qī)一(yī)   一二一零八(bā)九三九二九(jiǔ)
：1825526748
優點(diǎn)：非(fēi)接(jiē)觸(chù)式(shì)測(cè)量(liáng)，值(zhí)信號，不怕(pà)幹擾
，停(tíng)電
。
沒有光(guāng)學組件，不怕振(zhèn)動
，灰塵(chén)
，潮(cháo)濕(shī)
。
溫(wēn)度(dù)範(fàn)圍(wéi)寬，可(kě)經(jīng)受(shòu)高低(dī)溫(wēn)衝(chōng)擊
。
結構簡(jiǎn)單，安(ān)裝寬容度(dù)大(dà)
。
沒有多(duō)碼道(dào)，錯碼(mǎ)率(shuài)低(dī)
。
缺(quē)點：模數(shù)轉換，犧(xī)牲(shēng)響應速度
。
精度(dù)有限(xiàn)
。
其(qí)中(zhōng)，與光(guāng)學(xué)編碼(mǎ)器(qì)比(bǐ)較(jiào)，不(bù)怕振動(dòng)
，灰(huī)塵
，潮濕
，可經受高(gāo)低(dī)溫(wēn)衝(chōng)擊，這些特性在某(mǒu)些應(yīng)用領域，如精度要(yào)求(qiú)不高(gāo)，但使用(yòng)條(tiáo)件惡劣的情況下，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)於光(guāng)學(xué)值編(biān)碼(mǎ)器，這些(xiē)正(zhèng)在(zài)為(wéi)越來越(yuè)多(duō)人的(dí)認識(shí)，這其中，磁電(diàn)值編(biān)碼(mǎ)器(qì)應用(yòng)的*當(dāng)屬德國(guó)STEGMANN的(dí)ATM60了(liǎo)
。
德(dé)國STEGMANN公司（現(xiàn)已經(jīng)與(yǔ)德國SICK合並(bìng)）是(shì)較早將磁電(diàn)值(zhí)編(biān)碼器推向市場的廠家(jiā)之一，其代(dài)表(biǎo)作就是ATM60多(duō)圈值了(liǎo)，推出已近(jìn)十(shí)年，其(qí)設(shè)計(jì)以(yǐ)抗(kàng)振動達(dá)到(dào)20G（一(yī)般(bān)光學(xué)碼盤為10G），適用於(yú)鋼(gāng)鐵(tiě)
，冶金
，起重機械(xiè)
，工程(chéng)機械(xiè)及衝壓機械(xiè)等振動(dòng)較(jiào)嚴(yán)重的(dí)場(cháng)合(hé)，以不(bù)怕(pà)潮(cháo)濕與灰(huī)塵(chén)，外殼(ké)防(fáng)護(hù)等級(jí)達(dá)到IP67（轉軸(zhóu)IP65），適用於(yú)港口機械(xiè)
，水利機械
，環(huán)保(bǎo)機(jī)械等水(shuǐ)氣
，海風(fēng)環(huán)境惡(è)劣的(dí)場合
。在國內的引進設(shè)備，如寧(níng)波北侖(lún)港(gǎng)的進口起(qǐ)重(zhòng)設備，寶鋼(gāng)的進口設(shè)備(bèi)中(zhōng)，都(dū)有(yǒu)這款編(biān)碼器的影(yǐng)子(zǐ)， 而在國內(nèi)的一(yī)些(xiē)出(chū)口(kǒu)項目和重(zhòng)點(diǎn)工程(chéng)項(xiàng)目中，如上海振華(huá)港(gǎng)機的出口項目(mù)，上(shàng)海寶(bǎo)鋼(gāng)的煉鋼氧(yǎng)槍(qiāng)定位改(gǎi)造(zào)項目，四(sì)川(chuān)二灘的閘門高(gāo)度控(kòng)製(zhì)改造項目中(zhōng)，都(dū)選(xuǎn)用(yòng)了(liǎo)這(zhè)一款編碼(mǎ)器，適(shì)用(yòng)效果的確令(líng)客戶滿(mǎn)意(yì)
。
可喜的是(shì)，這樣的磁電值編(biān)碼器國內已(yǐ)經(jīng)能(néng)夠(gòu)實現國產化，而(ér)上海精浦機電(diàn)不僅僅實現(xiàn)了單圈(quān)值磁電(diàn)編(biān)碼(mǎ)器，同時也實(shí)現(xiàn)了(liǎo)齒(chǐ)輪組真多圈(quān)的(dí)磁(cí)電(diàn)（或(huò)混合型）值(zhí)編碼器(qì)，性能指(zhǐ)標*達(dá)到了國(guó)外(wài)同類產品(pǐn)水平(píng)（如(rú)ATM60），經(jīng)過幾(jī)年的使用(yòng)下來(lái)，已經廣泛獲得(dé)如軍(jūn)工
，水利
，鋼(gāng)鐵
，工程機械等各方麵(miàn)用(yòng)戶的好評
。
德(dé)國HEIDENHAIN 海德漢(hàn)值編碼器的(dí)原(yuán)理及應用