CN208269934U - 一种增量式磁栅编码器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种增量式磁栅编码器，包括结构部分和电路部分，所述电路部分包括LED状态显示模块、磁阻、细分处理芯片、线驱动电路和电源管理电路，所述细分处理芯片分别连接LED状态显示模块、磁阻、线驱动电路和电源管理电路，具有以下技术有点：(1)高精度、(2)高分辨率、(3)可定制的最高输出频率、(4)告警指示灯，工业标准数字信号输出、(5)可插拔M6接口，高品质连接线材、(6)非接触式测量，无磨损、(7)防护等级高，耐油，灰尘，润滑剂等污染、(8)高间隙公差，任意测量长度。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子芯片/电路板生产领域，具体是一种增量式磁栅编码器。
背景技术
增量式磁栅编码器，是非接触式测量的测量技术，它的优点是：非接触式测量，高抗污染能力，耐灰尘、耐磨损、耐冲击、抗振动、抗磁场干扰，使用寿命极长。适用于工业自动化及装配系统，金属加工，石材切割，锯切，塑料加工，木材加工，包装，电子芯片/电路板生产等领域。
磁阻效应是指某些金属或半导体的电阻值随外加磁场变化而变化的现象。同霍尔效应一样，磁阻效应也是由于载流子在磁场中受到洛伦兹力而产生的。在达到稳态时，某—速度的载流子所受到的电场力与洛伦兹力相等，载流子在两端聚集产生霍尔电场，比该速度慢的载流子将向电场力方向偏转，比该速度快的载流子则向洛伦兹力方向偏转。这种偏转导致载流子的漂移路径增加。或者说，沿外加电场方向运动的载流子数减少，从而使电阻增加。这种现象称为磁阻效应。
有些材料中磁阻的变化，与磁场和电流间夹角有关，称为异向性磁阻效应。此原因是与材料中s轨域电子与d轨域电子散射的各向异性有关。由于异向磁阻的特性，可用来精确测量磁场，增量式编码器就是采用磁阻效应的原理采样信号。也是非接触式测量的测量技术，它的优点是：非接触式测量，高抗污染能力，耐灰尘、耐磨损、耐冲击、抗振动、抗磁场干扰，使用寿命极长。适用于工业自动化及装配系统，金属加工，石材切割，锯切，塑料加工，木材加工，包装，电子芯片/电路板生产等领域。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种增量式磁栅编码器，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种增量式磁栅编码器，包括结构部分和电路部分，所述电路部分包括LED状态显示模块、磁阻、细分处理芯片、线驱动电路和电源管理电路，所述细分处理芯片分别连接LED状态显示模块、磁阻、线驱动电路和电源管理电路。
作为本实用新型的进一步技术方案：所述结构部分包括铝外壳、主PCB板、M6航空公头和M6航空母头，M6航空公头焊在转接主PCB板上，转接PCB板焊连到主PCB上，主PCB板、转接PCB板和M6航空公头均卡接在铝底壳内部的圆柱上，铝面壳与铝底壳对齐卡接固定。
作为本实用新型的进一步技术方案：所述主PCB板通过铝面壳与铝底壳内部柱子及固化AB胶固定。
作为本实用新型的进一步技术方案：所述铝面壳与铝底壳内部灌有用于固化的AB胶。
作为本实用新型的进一步技术方案：所述细分处理芯片的型号IC-TW8。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：(1)高精度、(2)高分辨率、(3)可定制的最高输出频率、(4)告警指示灯，工业标准数字信号输出、(5)可插拔M6接口，高品质连接线材、(6)非接触式测量，无磨损、(7)防护等级高，耐油，灰尘，润滑剂等污染、(8)高间隙公差，任意测量长度。
附图说明
图1为本实用新型的电路方框图。
图2为本实用新型的结构图。
图3为磁阻传感器磁场作用效果图。
图4为磁阻变化值与角度变化的关系图。
图5为磁阻变化值与角度变化的关系图。
图6为插补细分器原理图。
图2中：1-铝底壳、2-指示灯、3-主PCB、4-底盖片、5-铝面壳、6-转接PCB、7-M6航空公头、8-橡胶圈、9-M6航空母头。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1-6，一种增量式磁栅编码器，包括结构部分和电路部分，所述电路部分包括LED状态显示模块、磁阻、细分处理芯片、线驱动电路和电源管理电路，所述细分处理芯片分别连接LED状态显示模块、磁阻、线驱动电路和电源管理电路。
结构部分包括铝外壳、主PCB板、M6航空公头和M6航空母头，M6航空公头焊在转接主PCB板上，转接PCB板焊连到主PCB上，主PCB板、转接PCB板和M6航空公头均卡接在铝底壳内部的圆柱上，铝面壳与铝底壳对齐卡接固定。主PCB板通过铝面壳与铝底壳内部柱子及固化AB胶固定。铝面壳与铝底壳内部灌有用于固化的AB胶。细分处理芯片的型号IC-TW8。
本实用新型的工作原理是：磁阻传感器原理：某些金属或半导体在遇到外加磁场时，其电阻值会随着外加磁场的大小发生变化，这种现象叫做磁阻效应，磁阻传感器利用磁阻效应制成。1857年，Thomson发现坡莫合金的的各向异性磁阻效应。对于有各向异性特性的强磁性金属,磁阻的变化是与磁场和电流间夹角有关的。我们常见的这类金属有铁、钴、镍及其合金等。当外部磁场与磁体内建磁场方向成零度角时,电阻是不会随着外加磁场变化而发生改变的；但当外部磁场与磁体的内建磁场有一定角度的时候,磁体内部磁化矢量会偏移，薄膜电阻降低,我们对这种特性称为各向异性磁电阻效应。
薄膜合金的电阻R就会因角度变化而变化，电阻与磁场特性是非线性的，且每一个电阻并不与唯一的外加磁场值成对应关系。从上图中，我们可以看到，当电流方向与磁化方向平行时，传感器最敏感，在电流方向和磁化方向成45度角度时，一般磁阻工作于图中线性区附近，这样可以实现输出的线性特性。
AMR磁传感器的基本结构由四个磁阻组成了惠斯通电桥。其中供电电源为Vb，电流流经电阻。当施加一个偏置磁场H在电桥上时，两个相对放置的电阻的磁化方向就会朝着电流方向转动，这两个电阻的阻值会增加；而另外两个相对放置的电阻的磁化方向会朝与电流相反的方向转动，该两个电阻的阻值则减少。通过测试电桥的两输出端输出差电压信号，可以得到外界磁场值。
插补细分器：
高精度的磁阻电传感器将角度信息或者长度信息以90度角的形式进行编码并转换为正弦或者余弦差分信号。在模拟信号路径中，iC-TW8仅具有粗放大和粗偏移调节器，以便使输入信号处于A/D转换器的最佳工作范围中。
相应的，仅有数字信号进行校正计算。可以通过一个精密的漂移监控器对出厂校准进行评估偏差，用于设置警报。角度位置通过CORDIC算法(坐标旋转数字计算法)进行计算,信号的关键特征有：(1)可调的粗放大因子(6到45dB,3dB每步)；(2)可调的模拟偏移校正(100mV每步)；(3)数字偏移以及偏移漂移校正(244μV每步)；(4)对幅度差的数字补偿(0.02％每步)
(5)数字相位校正(0.056°每步)。
当电源接通后，当系统处于停止状态时，模拟信号路径已校正稳定，因为传感器供电在校准时已调到最佳信号状态。在信号路径上没有额外的延迟时间，因此可以很快地获得细分结果。对于初始化出厂校准，可能需要配备自动的测量设备。数字校正利用现有的运动，通过最初定义的最合适的静态适应，在应用中对其动态漂移进行长期不断的补偿。校准的测试设备不是必须的，且可以通过自动方式或按动按钮进行现场重新校准。这有利于由客户自行安装的模块化系统。保证系统的精确性。
IC-TW8其中使用细分器进行非线性的A/D转换，其用于将正弦/余弦信号转换为转角阶跃，其可以用增量信号也被称为正交信号输出。IC-TW8的特性有：高达125KHz的输入频率；差分的正弦/余弦信号输入范围20mV～1.4V峰值；二进制/十进制插补因子从×0.25到×16384；AB位置分割(1/1到1/32)允许小数的分辨率；高级配置有1线接口，3和4线SPI接口，串行I2C EEPROM；ABZ正交编码器输出信号；自动校准信号调节；多种错误处理和信号监控。
线性驱动器：线性驱动输出是采用RS-422标准，用IC-HD7芯片应用于高速、长距离数据传输的输出模式。信号以差分形式输出，因此抗干扰能力更强。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (5)
1.一种增量式磁栅编码器，包括结构部分和电路部分，其特征在于，所述电路部分包括LED状态显示模块、磁阻、细分处理芯片、线驱动电路和电源管理电路，所述细分处理芯片分别连接LED状态显示模块、磁阻、线驱动电路和电源管理电路。
2.根据权利要求1所述的一种增量式磁栅编码器，其特征在于，所述结构部分包括铝外壳、主PCB板、M6航空公头和M6航空母头，M6航空公头焊在转接主PCB板上，转接PCB板焊连到主PCB上，主PCB板、转接PCB板和M6航空公头均卡接在铝底壳内部的圆柱上，铝面壳与铝底壳对齐卡接固定。
3.根据权利要求2所述的一种增量式磁栅编码器，其特征在于，所述主PCB板通过铝面壳与铝底壳内部柱子及固化AB胶固定。
4.根据权利要求3所述的一种增量式磁栅编码器，其特征在于，所述铝面壳与铝底壳内部灌有用于固化的AB胶。
5.根据权利要求1所述的一种增量式磁栅编码器，其特征在于，所述细分处理芯片的型号IC-TW8。
Priority Applications (1)
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| CN201820474520.XU CN208269934U (zh) | 2018-04-04 | 2018-04-04 | 一种增量式磁栅编码器 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109831073A (zh) * | 2019-01-29 | 2019-05-31 | 苏州灵猴机器人有限公司 | 一种直线电机位置反馈装置 |
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2018
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| CN109831073A (zh) * | 2019-01-29 | 2019-05-31 | 苏州灵猴机器人有限公司 | 一种直线电机位置反馈装置 |
| CN109831073B (zh) * | 2019-01-29 | 2024-03-15 | 苏州灵猴机器人有限公司 | 一种直线电机位置反馈装置 |
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