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1、RECORDING&MEDIAInformationRecordingMaterials2003Vol.4No.1磁旋转编码器的发展及其应用廖红伟,杨晓非(华中科技大学电子科学与技术系,湖北武汉430074)摘要:论述了磁旋转编码器的结构、工作原理、磁鼓记录媒体和磁阻传感器的特性,介绍了磁旋转编码器的应用领域和使用功能,并对其发展前景进行了展望。指出随着磁旋转编码器的小型化、集成化发展和可靠性的提高,它已经成为发展高技术产业的关键。关键词:磁旋转编码器;磁鼓;磁阻传感器中图分类号:TN762文献标识码:A文章编号:1009-5624(2003)01-0040-05The
2、DevelopmentandApplicationofMagneticRotaryEncoderLIAOHong-weiYANGXiao-fei(ElectronicScience&TechnologyDepartmentofHUST,Wuhan430074,china)Abstract:Weanalysethestructureofmagneticrotaryencoder(MRE),itsworkprinciple,therecordingmediaonthemagneticdrumandthemagneticsensor,andintroducetheapplic
3、ationofMRE,thedevelopmentprospectandPointoutthatMREisveryimportantforthedevelopmentofhigh-technologyindustryinthefuture.Keywords:magneticrotaryencoder;magneticdrum;magneticsensor可靠性差。磁旋转编码器是近年来常报道的一种新1引言型电磁器件。它是随光学编码器发展起来的。在实际应用中,磁旋转编码器制成封闭式结构,因此不编码器是数字式传感器中最重要、最基础的结易受外界污染的影响。与其它的编码器相比,磁
4、旋构形式之一。它是将机械运动中转速、位移、转度转编码器结构简单紧凑,高速下仍能够稳定工作,等物理量转变为数字脉冲化电信号的一类传感器响应速度快,体积比光电编码器小,成本较光电编[1,2]件。它与数字处理技术和计算机技术相结合,码器低,而且可以容易地将多个元件排列组合,构可实现快速、及时、准确的检测与控制。随着工厂成新功能和多功能器件。基于上述优点,近年来在自动化和办公自动化水平的提高,编码器工业有了高精度测量和控制领域中,磁旋转编码器的应用不突飞猛进的发展。编码器的代表性用途是用作侍服断增加,从数控机床、机器人、工厂自动化相关设电机系统的转角、转速的测量。常用的数字式编
5、码备的位置检测、传输速度控制,到磁盘、打印机一器有光学编码器、磁旋转编码器、脉冲发生器、霍类的办公自动化设备、通讯机、测量仪表等各个领尔元件等。光学编码器是目前应用最广的编码器,域的旋转量的测量和控制,磁编码器都已成为不可但它受环境的影响较大,对潮湿气体和污染敏感,缺少的组成部分。2磁旋转编码器的工作原理收稿日期:2002-03-18作者简介:廖红伟(1978-),华中科技大学电子科学与技术系硕士研究生,主要从事磁编码器和磁阻研究。磁旋转编码器的基本结构如图1所示。图中给40信息记录材料2003年第4卷第1期记录与介质出了增量式磁旋转编码器的典型结构,主要部分由的旋转振
6、动,容易引起磁记录介质与磁性传感器的磁阻传感器探头、充磁磁鼓、信号处理电路和机械接触,从而导致传感器和磁记录介质的损坏。为了结构组成。将磁鼓刻录成等间距的小磁极,磁极被防止这种情况,磁传感器和磁鼓记录材料之间通常磁化后,旋转时产生周期分布的空间漏磁场。磁传留有几十微米的间隙。为了使磁鼓磁化后的漏磁信感器探头通过磁电阻效应将变化着的磁场信号转化号可以透过这一间隙到达传感器,磁鼓上的记录磁为电阻阻值的变化,在外加电势的作用下,变化的性层通常的厚度要达到数十微米以上。电阻值转化成电压的变化,经过后续信号处理电路表1给出了迄今为止用于磁性编码器上的磁记的处理,模拟的电压信号转化
7、成计算机可以识别的录材料的种类。就磁性薄膜和塑料磁铁来讲,由于数字信号,实现磁旋转编码器的编码功能。使用了作为磁性粒子的粘合剂———树脂,当使用在-7温度超过125℃,真空度超过10Torr的真空机器人时,编码器磁鼓在耐热性和气体放出特性等方面就不能胜任要求。压延磁铁(Fe-Co-Cr)和氧化铝磁铁膜可以胜任真空机器人的使用要求,只是Fe-Co-Cr磁性材料成本较高,且受到形状的限制,录入的磁化信号在圆周上难以达到均匀。氧化铝薄膜则存在制造工艺复杂、技术难度大、磁性体的充填率底、从磁化体中穿出的磁通量少等问题。为了图1磁旋转编码器的结构示
