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工作原理选择

文章出处:网责任编辑:作者:人气:-发表时间:2017-07-07 16:30:00 字体大小:【

 物体的基本运动形式是平动和转动,直线运动的平动也可以通过齿轮齿条或者是连接杆把它变成转动的形式。目前我们使用的动力源大多是转动电机为代表的驱动方式,所以(高精度)角度传感器(或角位移传感器)在自动控制当中就处于十分重要的基础地位。如果能够实现从电机转动开始的精准控制,无疑对于自动控制技术领域具有十分重要意义。

传感器一般是自动控制系统当中的核心关键部件,如果是科研攻关一般在经费允许的情况下,常常选择最高精度的传感器。如果是产品设计,最优的选型是既能满足系统测量的精度要求又能实现较低的成本核算为最优选型。所以,角度传感器选型是一个系统过程,要求选型者对你利用角度传感器需要解决的问题有一个较全面的认识,对各种技术指标及安装尺寸、价格成本有一个初步的预估预算。
如何才能做好角度传感器的选型工作呢?
1) 根据测量对象技术需求,依据角度传感器的不同工作原理进行基本选型:
角度传感器原理的分类:
1
) 导电膜分压电位器型:包括碳膜、金属膜、和具有较长使用寿命的导电塑料膜电位器。
特点:滑动触点随传感器转轴转动给出对输入电源电压差分值,导电塑料耐磨损性好,温度特性稳定,使用寿命嫩够满足一般条件下的使用,市场价格百十元不等,价格成本低。但是触点存在,磨损存在,号称千万次的使用寿命,在很多场合下半年到1年,经常会出现失准情况。另外触点存在,抗震动冲击性能不佳,对水油气等工业环境适用性差,需要靠外加密封处理,不能根本解决问题。
2
) 旋转变压器(LVDT型)角度传感器:旋变式角度传感器利用传统的电磁感应效应,通过差分线圈绕组和内置磁性材料,对交变电场进行频率调制,再利用单片机处理实现角度测量。特点是原始感应信号为线圈绕组,温度适用范围大,温度稳定性较佳;频率调制分辨率较高,小角度测量精度可以达到角秒级。缺憾是体积重量较大,难于实现大角度测量,传感器内部需要屏蔽处理,价格较高,市场报价四位数以上。
3
) 光学角度传感器:是以光学编码器为代表性的角度传感器,它通过光学码盘利用光电器件检测明暗相间条纹实现数字量输出的角度检测。另外,利用多通道数字光学码盘可以实现绝对位置角度测量。光学编码器也是一种非接触信号感应的角度传感器,但是由于光路限制,对于水油汽粉尘等恶劣工作环境需要外加密封处理,实现角度检测。增量型光学编码器不能实现绝对位置测量,特别是断电情况下只能重记起始点或做复位处理。但价格适中,国产批量小几百元;多通道绝对位置光学编码器价格教规,千元以上。 
4
) 偏振光角度传感器:利用两个偏振片相对转动位置变化,通过透射光强测量旋转角度。该懂原理只能测量小于45度的角度变化,一般多用于光学调制系统或特殊环境条件下的测量。
5
) 传统霍尔器件角度传感器:它利用一个旋转磁场引起霍尔器件输出电压信号的变化,测量旋转角度。磁场360°旋转,霍尔器件获得一个正弦输出信号。只能在有限区间实现近似线性测量。特点是价格便宜,适用于测量要求精度不高的场合,如电动自行车的力矩控制。
6
) 半导体磁敏电阻角度传感器:利用旋转磁场导致差分半导体薄膜磁敏电阻分压值的变化,实现角度测量。这种原理是已知原始输出信号最大,可以达到几伏电压。但是由于制备工艺与当代集成电路技术不兼容,只有已定型的产品使用。以日本Midori公司和国内个别厂家还有相应的产品。半导体基材温度系数较大,宽温段使用温度补偿是该类角度传感器的技术症结,精准温补需要逐个传感器进行,造成成本较高。
7
) 智能集成磁敏角度传感器采用MEMS工艺将纳米磁集束薄膜材料与差动阵列磁敏感元件一体化设计,非接触感应旋转磁场的变化。磁敏感元件可以采用阵列差分霍尔器件,自旋阀巨磁电阻、隧道结巨磁电阻等不同物理效应的敏感元件,系统集成微处理器(micro-computer),通过软件编程DSP处理,实现360°全量程的角度测量。
   
磁敏角度传感器具有无触点、长寿命、高分辨、低温漂、优线性、精复位、高频响、多保护、抗干扰、耐振抗冲、适用水、油、气、振动、冲击等多种恶劣工业环境,为较佳性价比的理想角度传感器。亦为触点式角度传感器(如导电塑料电位器)更新换代的最佳产品。
   
北京天海科科技发展有限公司的系列DWQT磁敏角度传感器、QXJ倾斜角传感器、高精度数字型角度传感器、CB磁编码器等产品,综合对比了各种不同物理机制的检测原理,针对不同的应用场合与市场需求,开发了从低成本经济型到高精度、高分辨率角度传感器系列产品。通过程序DSP处理,实现线性度修正、温度补偿、给定量程输出信号的标准化、数字滤波、零点设置、多段不同斜率设置、模拟量电压、电流变送器及多种保护电路,障诊断与看门狗复位等智能控制。
北京天海科科技发展有限公司致力于磁敏传感器创新开发三十年,凝练了数百应用案例,可以为用户提供切实可行的角度传感器选型方案、咨询指导、专用产品定制,并提供经济有效、供货及时、性能可靠的产品,享受完备的售后服务体系支持。 请关注北京天海科科技发展有限公司的微信公众号    ,和官网和手机网站www.bjthk.cn


  磁敏角度传感器具有无触点、长寿命、高分辨、低温漂、优线性、精复位、高频响、多保护、抗干扰、耐振抗冲、适用水、油、气、振动、冲击等多种恶劣工业环境,此特点远优于光学角度传感器,亦为触点式导电塑料电位器更新换代的最佳产品。智能集成磁敏角度传感器为目前市场上性价比较佳的可选角度传感器。

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