无触觉的旋转传感器位置传感器,使用位置标记连接到一个应用程序旋转部分加上一个传感器测量标记角。gydF4y2Ba
由|gydF4y2BaNovotechnik美国公司。gydF4y2Ba
本白皮书描述了旋转运动应用程序可以受益于新技术,为工程师提供了更多的设计灵活性。它还描述了一些光学设备可以用户自定义。gydF4y2Ba
无触觉的旋转传感器位置传感器,使用位置标记连接到应用程序的转动部分加一个传感器测量标记的角度。gydF4y2Ba
其他非接触magnetism-based传感器超越电位传感器使用抗track-and-wiper技术。然而,他们仍然需要一个轴连接到传感器的住房。gydF4y2Ba
相比之下,无触觉的旋转传感器使用magnetism-based测量技术,不需要标记和传感器之间的身体接触。我们将探讨,这种设置范围广泛的应用程序提供了一些好处。gydF4y2Ba
无触觉的旋转传感器是如何工作的gydF4y2Ba
在光学旋转传感器、永久磁铁附加到转轴作为位置标记。轴旋转,一个单独的传感器单元跟踪定位磁铁使用霍尔效应——电压的电导体的电流流动的磁场。电位差的方向垂直于磁场和电流。磁场的取向是捕捉到一个集成电路。轴的计算角然后传播,通常作为一个模拟输出。gydF4y2Ba
光学旋转传感器允许可编程的角度范围和身体直径13至90毫米。gydF4y2Ba
注意,尽管这个术语无触觉的旋转传感器在美国是很常见的,the terms noncontact rotary sensors or noncontact rotary encoders are used in Europe. The U.S. use of touchless rotary sensors differentiates these components from potentiometric as well as other noncontact technologies.
光学传感器使用gydF4y2Ba
光学传感器经常提供明显的优势电位track-and-wiper组件和非接触传感器。他们更合适的技术:gydF4y2Ba
- 应用程序需要通过非磁性测量墙或板gydF4y2Ba
- 在一个极端的环境中,应用程序需要一个传感器轴密封,或gydF4y2Ba
- 传动轴有很多玩或振动。事实上,无触觉的旋转传感器是唯一的选择在几个应用程序类型:gydF4y2Ba
这些传感器采用十字形直接贴在一个硅芯片,所以传感器产生正弦和cosinusoidal X和Y-oriented磁场输出信号和措施。gydF4y2Ba
应用程序通过薄墙gydF4y2Ba:考虑一组液压旋转斜盘泵内部压力。这里,领域的一块磁铁安装在泵内的传动轴通过其非磁性壁板突出。从泵外,光学旋转传感器跟踪磁场的方向角度测量的目的。gydF4y2Ba
应用程序与非常低的摩擦力矩要求:gydF4y2Ba轴密封通常引入大量的摩擦力矩。这增加了设计的滞后误差,特别是当提供的转矩驱动轴是低收入dancer-arm和风向标的应用程序。无触觉的旋转传感器的磁标记直接附加到应用程序的转轴所以他们介绍零摩擦力矩完全避免这个问题。gydF4y2Ba
应用程序不一致的问题:gydF4y2Ba无触觉的旋转传感器克服传动轴失调更容易比其他传感器,由于没有需要灵活精确耦合。gydF4y2Ba
Touchless-sensor优势gydF4y2Ba
无触觉的旋转传感器提供四个主要好处:低运营成本、强度、可靠性、可编程性和简单性。gydF4y2Ba
成本:gydF4y2Ba无触觉的旋转传感器可以有一些初始成本高于替代品,但不总是这样:他们的初始成本低于其他传感器选项时,后者需要昂贵的子组件,如球轴承或昂贵的精密轴联轴器。gydF4y2Ba
强度:gydF4y2Ba光学旋转传感器的工作核心是从未接触过的环境。磁铁暴露,所以它往往是盆栽与ingress-resistant化合物,特别是当它将暴露于液体。无触觉的旋转传感器表现出没有机械磨损传感器部分。因此,他们的传感器定义生命周期,但通常平均失效到达时间MTTF。这个计算值很大程度上取决于数量和类型的电子零件中使用的传感器的核心,可以长达数百年。gydF4y2Ba
可编程性:gydF4y2Ba可编程性,光学传感器可以利用这一事实有一个印刷电路板(PCB)电子传感器内的核心。多氯联苯很容易设置扩展功能,并允许快速校准的开始和结束的角度。他们也允许一点校准——设置操纵杆的中心位置或操舵角反馈在移动应用程序,例如。gydF4y2Ba
一些工程师使用光学传感器批量购买可编程的亚型,即使所有的安装点不需要编程。这样,他们不需要知道前期所需的角在每个安装点,感觉到他们可以使用一个传感器模型多个安装点需要不同的角度测量。gydF4y2Ba
简单性:gydF4y2Ba工程师致力于大型项目可以放弃customer-programmability功能和预编的光学旋转传感器。Precalibrated传感器时也有用(出于安全原因)最好,传感器的功能是不变的。Nonprogrammable传感器不需要二次微处理器对校准和查表的目的,所以他们也更便宜。gydF4y2Ba
在某些情况下,工程师购买可编程光学传感器和尝试不同的原型设置“玩耍”。然后切换到低成本定角传感器,当设计发送到生产完成。gydF4y2Ba
一个光学旋转传感器应用在电动轮椅的操纵杆。它使用三个Vert-X旋转传感器允许骑手控制加速度,方向盘和刹车。gydF4y2Ba
磁铁和传感器尺寸和安装gydF4y2Ba
传感器和位置标记连接到机器的旋转组件被跟踪必须适当的大小,并且运行可靠。存在一些亚型来适应不同应用程序的几何图形和需求。gydF4y2Ba
安装和调整磁铁的标记:gydF4y2Ba为光学旋转感应磁铁标记在几个不同的身体风格。这些标记螺杆旋转组件(所以,旋转的轴是一致的)或者他们夹到成员的轴旋转。gydF4y2Ba
磁铁和传感器之间的工作距离以及允许的安装公差在Z轴决定最好的磁铁的大小。相反,一个工程师可以选择一个更大的磁铁来弥补x - y方向的轴向偏移量和保持常数线性和避免轴公差带的下降。gydF4y2Ba
规格:gydF4y2Ba标准光学传感器测量旋转运动从0°- 360°0.1°到0.12°的可重复性。分辨率是10到12或14位。电气输出信号的线性-最大偏差理想比例直线关系的机械输入角电气输出信号,可以0.3%±0.5%或±1%取决于传感器。大多数的传感器单元额定IP69K和标记附着在旋转系统组件可以承受甚至严酷的应用环境。gydF4y2Ba
安装和调整传感器:gydF4y2Ba安装的传感器单元、无触觉的旋转传感器系统来与传统servo-type four-screw坐骑坐骑或两个。最合适的选择取决于传感器是最好的连接,旋转机械的前面或后面,例如。一些传感器的身体特性安装孔和槽和螺丝。这些允许旋转传感器的最佳安装位置了。在这里,预紧螺钉允许安装程序调整传感器的机械零个或中心位置marker-fitted传动轴。然后获得传感器输出所需的电压在关键的角度。更增加灵活性,一些传感器可以安装夹,允许完整的旋转。最合适的传感器大小取决于三个因素:gydF4y2Ba
- 机械上的可用空间gydF4y2Ba
- 电子的功能需要,因为更复杂的应用程序需要更大的传感器内容纳更多的电子产品gydF4y2Ba
- 鲁棒性需要的水平。例如,应用程序在极端环境中可能需要一个传感器与厚不锈钢住房和固体电缆应变救济。gydF4y2Ba
注意,在某些情况下,应用程序设计和制造公差引起轴向补偿旋转组件被跟踪和传感器之间的轴。这样的径向偏差降低测量结果,因为轴扭转产生错误的角度数据。在这种情况下,可靠的传感器与标记的磁输出需要一个安装符合出版的指导方针。gydF4y2Ba
环境注意事项:gydF4y2Ba传感器,使转轴密封可以在彻底冲洗和其他恶劣的应用程序是有问题的。相比之下,无触觉的旋转传感器将盆栽电子或o形环密封外壳减少这样的问题。传感器的盆栽电子产品和不锈钢外壳承受振动和冲击。同样,磁铁通常是盆栽,获得对冲击和振动。gydF4y2Ba
无触觉的旋转传感器的温度额定值满足约95%的工业和移动应用程序。标准传感器系统在温度从-40°C到+ 85°C,甚至为一些传感器单元+ 105°C。(限制因素是传感器的核心电子产品。)电子补偿修正温度不是必需的,因为无触觉的旋转传感器输出以上经营范围内受到极端温度的影响。gydF4y2Ba
输出:gydF4y2Ba与大多数使用半导体的霍尔传感器测量磁场的强度垂直元素本身,无触觉的旋转传感器测量360°和产生正弦和cosinusoidal输出信号。通过规范这些信号,光学旋转传感器的微处理器决定标记的方位。gydF4y2Ba
一旦确定了方向,大多数touchless-sensor应用程序需要模拟输出,主要是0.1到5 V, 0.1到10 V或4 - 20 mA。在其他地方,增量输出用于调速应用程序。数字输出(比如可以打开)用于移动应用程序-海洋船舶控制和垃圾车垃圾桶处理,例如。SSI输出与plc用于最大分辨率和漏报多个D / A和A / D转换。gydF4y2Ba
编程的安装:gydF4y2Ba最新的光学旋转传感器可以连接到USB适配器。这些传感器之间的传输数据和用户界面标准个人电脑编程。用户友好的软件允许传感器的读数和图形显示输出和多个参数的调整:开始角度,角度,不同类型的输出曲线包括积极的和消极的山坡,和陡度变化更大的分辨率在临界角度,节流阀,例如。USB连接也可以设置为自定义输出非线性曲线。gydF4y2Ba
有时无触觉的旋转传感器设置触发开关。在这里,晶体管-晶体管逻辑(TTL)开关输出也可编程。这些可以打开或关闭继电器;提示angle-range-dependent光或声音的警告;或启动屏幕显示轴位置。一些甚至可以输出触发显示不使用电压表。例如,领导直接连接到开关输出电流的显示可以指示中心位置。输出是简单的编程达到那个位置时点亮LED。gydF4y2Ba
如何连接无触觉的旋转传感器:连接和光学旋转传感器单元取决于应用程序的需要层次的可编程性,输出类型,适用时开关的存在。gydF4y2Ba
供应电压范围从5到30 V - 12和24 V电源电压为单位有5个最常见的线索。导致连接的数量取决于输出和开关选项。10就需要先进的传感器配置。gydF4y2Ba
应用程序使用简单的不可编程光学传感器、三线模拟输出,供给,地面,和信号——都是需要的。信号调节器通常不需要,因为所有传感器主动输出。gydF4y2Ba
数字输出需要更多的电线——适应编程开始和结束角,中心位置,范围,供应,地面,和信号。最后,一些传感器当前的输出电缆很远的距离与低损失和最小的噪音问题。有关更多信息,查阅文献的具体单位你安装。gydF4y2Ba
Touchless-sensor设计权衡gydF4y2Ba
与任何组件一样,无触觉的旋转传感器有时需要设计权衡。首先是成本:光学旋转传感器可以更昂贵的如果他们必须跨越更大的距离,因为这样的安装需要更大的磁铁。记住大的磁铁较为昂贵,并且需要更多的空间,但他们允许安装传感器远离外面的标志,甚至一块机械或控制的空间,例如。更大的磁铁也允许传感器单元从marker-fitted抵消轴如果机器几何需要。gydF4y2Ba
90毫米直径传感器与顶部和底部的标记。gydF4y2Ba
第二个权衡性能退化的风险中存在金属碎屑。在某些应用程序中,磁性粒子聚集在磁标记。这样的碎片会导致磁滞和抵消错误,所以必须采取措施防止这样的事情发生。gydF4y2Ba
总之,无触觉的旋转传感器可以提供优于其他技术甚至解决方案角度测量,否则难以或者不可能实现。一些光学传感器可以被编程在工厂或由用户定制。应用光学传感器有一些考虑比跟踪和刮水器传感器,虽然与制造商手册,他们很直接将在大多数应用程序。gydF4y2Ba
关于gydF4y2BaNovotechnik美国公司。gydF4y2Ba
Novotechnik从事开发和生产各种各样的旋转传感器和线性传感器接触和非接触式技术。gydF4y2Ba
这些都是用于广泛的运动控制应用在汽车、可再生能源、机械工程、塑料、液压、气动、和医疗设备行业。gydF4y2Ba
Novotechnik介绍了电位计机控制行业在1950年代。自那以来,该公司已经开发了旋转和线性位置传感技术,设置标准与出色的线性度和可靠性较长使用寿命。gydF4y2Ba
今天,Novotechnik开发了新技术,提高标准,带来一个新的水平的线性和非接触式应用的可靠性。这些技术包括NOVOSTRICTIVE®磁致伸缩技术,里边的®inductive-resistive技术,和Vert-X®技术。gydF4y2Ba
内容与本文作者的意见,不一定代表RoboticsTomorrow的观点半岛app官网gydF4y2Ba
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