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如何推动伺服系统使光电编号技术创新磁编号芯片升级?

日期:2023-3-15 (来源:互联网)

增量编码器结构简单,成本低,但通用性强,检测范围广,分辨率高,适用于高精度闭环。AQV257绝对值编码器的分辨率与码盘位数有关。在单圈测量中,绝对值编码器可以从每个视角导出一个唯一的信号。像ICHAUS、BROADCOM、AMS、这些制造商,如英飞凌,可以为编码器提供ASIC级的整体解决方案,包括特殊的感应芯片和解码芯片等。

编码器作为伺服系统中最重要的部件之一,一直扮演着决定伺服系统限制的重要角色。事实上,编码器本质上是一种传感器,测量旋转或偏移,并将其转换成电信号,以确定位置、记数、速度或方位。

编码器可以根据不同的检测技术路线分为很多类型,如光电式、磁电式、电容式、电感以及电涡流式等等,也可以根据运动方式简单地分为线形和旋转编码器。

关键分类、增量和肯定信号

编码器可以通过增量式和平方根式严格区分,无论是使用光电检测还是磁检测来检测旋转还是直线偏移。两种类型的编码器在整体结构上有相似之处,无非是使用码盘、检测装置和放大整形电路。然而,它们的具体码盘结构与输出信号完全不同。

综上所述,编码器可以产生增量信号或肯定信号。增量信号不代表特定的位置,只代表位置已经变更。肯定信号不仅可以代表区域的变更,还可以提供绝对的位置标记。

增量编码器有A、B、Z三个信号通道,A和B信号脉冲偏差90°,Z为零位信号,即每转一圈只有一个Z位信号。根据每转多少脉冲显示增量编码器的分辨率。增量编码器结构简单,成本低,但通用性强,检测范围广,分辨率高,适用于高精度闭环。但是增量编码器断电后,位置信号会丢失,抗干扰性能相对较弱。

如果在视角等反复运动的测量中使用绝对值编码器,则使用高分子材料或玻璃制成的格雷码。绝对值编码器的分辨率与码盘位数有关。在单圈测量中,绝对值编码器可以从每个视角导出一个唯一的信号。在多圈测量中,编码器可以在每个圆圈和位置导出唯一的信号。即使绝对值编码器断电,编码数据也不会丢失,但相对来说,它的结构和处理电路要复杂得多,价格也要高得多。

根据工艺创新升级的特点,光电编码器

光电编码器出现的时间比磁电编码器早得多。虽然市面上大部分人都听到了后来更新的信息磁电编码器,但高科技水平下的光电编码器可以实现更高精度的测量。

提高光电编码器的精度和分辨率最简单的方法就是提高码道总数。一是增加码盘规格,二是缩小码道总宽度。在目前的微型化趋势下,增加码盘显然是不可行的。缩小码道总宽度会使工艺难度直线上升。

目前,MEMS技术应用于埋孔加工技术,在PD芯片上形成埋孔,并在其中放置特殊的LED,将LED与PD芯片级别相结合。通过调整PD芯片厚度,可以保持LED高度与PD感光区域高度一致,大大提高分辨率。

网格刻画制作技术也是光电编码器厂商核心实力的体现。国内禹衡的网格刻画制作技术在线条均匀性、线条准直性、网格精度等方面得到了中档市场的广泛认可。目前最大的定位数已经达到了29bit。

许多制造商逐步完成PD与外围电路的集成设计,设计特殊的电路结构来降低噪音,使设备更容易使用,并发挥其更好的性能,或改善芯片分子结构,完成电流限制LED的更高稳定性,关键技术的创新不断升级光电编码器的性能。

磁性编号芯片的特性突破

磁性编码器技术的推广在耐久性上大大超过了光电编号,磁性编码器最重要的无疑是其中的编码器芯片。像ICHAUS、BROADCOM、AMS、英飞凌等这些厂商都能为编码器提供ASIC级整体解决方案,有专用的感应芯片和解码芯片等等。

在磁编号芯片中,AMS配备了动态视角误差补偿DAEC技术,可以在高转速下实现零延迟检测,在低转速下,使用动态过滤DFS来降低转换噪声。Melexis磁编号可以通过单独的传感器来测量高精度的三轴磁场,并且可以从检测范围到线形传输特性进行编程,充满灵活性。BROADCOM的增量磁转号也可以编程零位、目标和指数脉冲宽度。

如今,解码芯片也在升级到更高的频率,在编码器和MCU之间建立了一个平稳的连接。为应对多杂讯条件下的影响,解码芯片还会在输入中加入Schmitt-triggered CMOS输入和噪声过滤来提高抗扰性。

总结

编码器的选择取决于应用场所和运动类型,自然条件和系统控制的电子系统对编码器的选择也有很大的影响。编码器精度不可否认,集成到电子系统的过程相对来说没有那么复杂,这是伺服系统必不可少的。