一种离轴双磁环多对极绝对式磁编码器制造技术

一种离轴双磁环多对极绝对式磁编码器，包括磁编码器本体，磁编码器本体由磁环组合和读数头组成，磁环组合包括设于外圈的第一磁体、设于内圈的第二磁体和磁环底座，第一磁体与第二磁体同心安装，磁环底座和读数头上均设有通孔；所述第一磁体为中空环状结构，设有n对N/S磁极，其中n≥1；第二磁体为中空环状结构，设有m对N/S磁极，其中m≥2，m＞n;所述读数头包括第一磁传感器组合、第二磁传感器组合、信号调理单元、信号采集单元、信号处理单元、通信单元、配套的外部时钟和基准电压模块；利用本发明专利技术，可对磁编码器进行离轴安装，厚度小、体积小、重量轻，适用于空间严苛的安装环境；可应用于灰尘、油污、强振动、强冲击的环境，适用面广。适用面广。适用面广。

【技术实现步骤摘要】
一种离轴双磁环多对极绝对式磁编码器


[0001]本专利技术涉及一种磁编码器，具体涉及一种离轴双磁环多对极绝对式磁编码器。

技术介绍

[0002]在工程建设中，有大量的系统需要精确检测旋转运动的角度和速度，常见的如位标器、转台、电梯、机床、机器人关节、无人机，以及各种类似的伺服电机系统，
[0003]在上述测量应用中，还常常附有若干特殊要求，比如离轴安装，严苛的体积和重量限制、使用环境中有灰尘、油污、强振动、强冲击等，传统的旋转编码器难以满足这些要求。在环境不友好的情况下使用传统的旋转编码器，容易造成系统不稳定，影响系统的正常工作，降低工作效率，造成经济损失。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种可实现离轴安装、测量精度高的离轴双磁环多对极绝对式磁编码器。
[0005]本专利技术解决其技术问题采用的技术方案：一种离轴双磁环多对极绝对式磁编码器，包括磁编码器本体，磁编码器本体由磁环组合和读数头组成，所述磁环组合包括设于外圈的第一磁体、设于内圈的第二磁体和磁环底座，第一磁体与第二磁体同心安装，所述磁环底座和读数头上均设有通孔；
[0006]所述第一磁体为中空环状结构，设有n对N/S磁极，其中n≥1；第二磁体为中空环状结构，设有m对N/S磁极，其中m≥2，m＞n；
[0007]所述读数头包括第一磁传感器组合、第二磁传感器组合、信号调理单元、信号采集单元、信号处理单元、通信单元、配套的外部时钟和基准电压模块；
[0008]所述第一磁传感器组合包括第一线性磁传感器器件和第二线性磁传感器器件，第一线性磁传感器器件
[0009]和第二线性磁传感器器件的测量面贴近第一磁体的外端面，与第一磁体的外端面平行；
[0010]所述第二磁传感器组合包括第三线性磁传感器器件和第四线性磁传感器器件，第三线性磁传感器器件和第四线性磁传感器器件的测量面贴近第二磁体的上表面，与第二磁体的上表面平行。
[0011]进一步，所述第一线性磁传感器器件和第二线性磁传感器器件的测量面中心在平面上的投影位于与第一磁环同心的圆弧之上，两个磁传感器器件彼此间隔1/2磁极弧长。
[0012]进一步，所述第三线性磁传感器器件和第四线性磁传感器器件的测量面中心在平面上的投影位于与第二磁环同心的圆弧之上，两个磁传感器器件彼此间隔(1/2+2T)磁极弧长，其中，T为整数，0≤T≤m
‑
1。
[0013]进一步，所述第一磁体和第二磁体的各对极N/S的弧长相等。
[0014]进一步，所述第一磁体和第二磁体为永磁体材质。
[0015]本专利技术基于磁性测量原理，通过同时测量磁场中多个点当前的磁感应强度；然后通过信号调理单元和信号采集单元采集多个磁传感器器件的输出，通过信号处理单元，根据多个磁传感器器件的输出信号的幅值及相位，解算出当前定子和转子的相对角位移，并通过通信单元，将该数值以增量ABZ、SPI、RS485、CAN、SSI、PROFIBUS、PROFINET等通信方式输出，从而完成整个旋转角度的测量；可保持在较高的绝对角度测量精度前提下，极大的压缩编码器的尺寸和重量，而且可以实现离轴安装。
[0016]本专利技术的磁编码器是中空环状结构，可离轴安装，厚度小、体积小、重量轻，适用于空间严苛的安装环境。本专利技术的磁编码器基于磁性测量原理，可应用于灰尘、油污、强振动、强冲击的环境，适用面广。
附图说明
[0017]图1本专利技术实施例的结构示意图；
[0018]图2为图1所示实施例中磁环组合的结构示意图；
[0019]图3为图1所示实施例中第一磁传感器组合采集到的周期性变化的磁感应强度曲线图；
[0020]图4为图1所示实施例中第二磁传感器组合采集到的周期性变化的磁感应强度曲线图；
[0021]图5为本专利技术实施例的信号采集和处理的原理架构框图。
[0022]图中：1000
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磁编码器本体，1100
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磁环组合，1110
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第一磁体，1120
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第二磁体，1130
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磁环底座，1200
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读数头，1210
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第一磁传感器组合，1211
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第一线性磁传感器器件，1212
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第二线性磁传感器器件，1220
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第二磁传感器组合，1221
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第三线性磁传感器器件，1222
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第四线性磁传感器器件，1230
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信号调理单元、1240
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信号采集单元，1250
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信号处理单元，1260
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通信单元。
具体实施方式
[0023]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步详细说明。
[0024]参照图1，本实施例包括磁编码器本体1000，磁编码器本体1000由磁环组合1100和读数头1200组成，
[0025]所示磁环组合1100包括设于外圈的第一磁体1110、设于内圈的第二磁体1120和磁环底座1130，第一磁体1110与第二磁体1120同心安装，磁环底座1130和读数头1200上均设有通孔。第一磁体1110、第二磁体1120可直接粘接在底座上或通过螺钉与磁环底座1130共同安装在被测系统上。
[0026]参照图2，第一磁体1110的形状为中空环形，采用永磁体材料，有1对N/S磁极，N极和S极的弧长相同，也可采用指定弧长的磁极(弧长差异在制造误差范围内)；第二磁体1120的形状为中空环形，采用永磁体材料，有16对N/S磁极，N极和S极的弧长相同，各对极的弧长相同，也可采用指定弧长的磁极(弧长差异在制造误差范围内)。磁极的实际弧长会存在由于制造形成的差异，这一差异在通常允许的制造误差范围内，即应视为相同弧长或指定弧长。
[0027]读数头1200包括第一磁传感器组合1210、第二磁传感器组合1220、信号调理单元
1230、信号采集单元1240、信号处理单元1250、通信单元1260和配套的外部时钟、基准电压模块。
[0028]第一磁传感器组合1210包括第一线性磁传感器器件1211和第二线性磁传感器器件1212，第一线性磁传感器器件1211和第二线性磁传感器器件1212的测量面贴近第一磁体1110的外端面，与第一磁体1110的外端面平行。
[0029]第二磁传感器组合1220中包括第三线性磁传感器器件1221和第四线性磁传感器器件1222，第三线性磁传感器器件1221和第四线性磁传感器器件1222的测量面贴近第二磁体1120的上表面，与第二磁体1120的上表面平行。
[0030]第一线性磁传感器器件1211和第二线性磁传感器器件1212的测量面中心在平面上的投影位于与第一磁环1110同心的圆弧之上，两个磁传感器器件彼此间隔1/2磁极弧长。
[0031]第三本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种离轴双磁环多对极绝对式磁编码器，包括磁编码器本体，磁编码器本体由磁环组合和读数头组成，其特征在于：所述磁环组合包括设于外圈的第一磁体、设于内圈的第二磁体和磁环底座，第一磁体与第二磁体同心安装，所述磁环底座和读数头上均设有通孔；所述第一磁体为中空环状结构，设有n对N/S磁极，其中n≥1；第二磁体为中空环状结构，设有m对N/S磁极，其中m≥2，m＞n;所述读数头包括第一磁传感器组合、第二磁传感器组合、信号调理单元、信号采集单元、信号处理单元、通信单元、配套的外部时钟和基准电压模块；所述第一磁传感器组合包括第一线性磁传感器器件和第二线性磁传感器器件，第一线性磁传感器器件和第二线性磁传感器器件的测量面贴近第一磁体的外端面，与第一磁体的外端面平行；所述第二磁传感器组合包括第三线性磁传感器器件和第四线性磁传感器器件，第三线性磁传感器器件和第四线性磁传感器器件的测量面贴近...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱沛宁，邹强，狄政璋，刘智磊，陈冬阳，胡盛青，
申请(专利权)人：湖南航天磁电有限责任公司，
类型：发明
国别省市：