Датчики углового положения. Технология

Датчики абсолютного углового положения

Датчики абсолютного углового положения обеспечивают однозначно назначенное положение сразу после подачи или прерывания напряжения питания. В отличие от поступательных датчиков углового положения, трудоемкое определение точки отсчета не требуется. Задача измерения датчика углового положения может быть решена с помощью различных принципов измерения.

Емкостной принцип измерения

Принципы емкостного измерения являются одними из лучших бесконтактных систем сканирования датчиков для аналоговых и цифровых выходных сигналов. Принцип идеального пластинчатого конденсатора. Генератор измеряемых величин состоит из двух обкладок конденсатора, закрепленных в корпусе, и обращенных друг к другу на небольшом расстоянии. Между пластинами создается электрическое поле, на которое воздействует флажок, который может вращаться вокруг центральной оси, закрепленной на одной оси. Прокладочное кольцо расположено между излучающей и принимающей пластинами электродов и обеспечивает твердое определенное расстояние между пластинами электродов и флажком.

Электроника анализа расположена на внешней стороне пластин конденсатора, где они получают энергию через проходные фильтры и считывают данные. Вместе с кожухами алюминиевого корпуса эти проходные фильтры образуют эффективную защиту от внешних электрических полей, влияющих на датчик углового положения. Если ось повернута относительно корпуса, емкости дифференциальных конденсаторов изменяются в соответствии с угловым положением оси. Эти изменения регистрируются измерительной схемой и соответственно отображаются. Таким образом, измеренное значение выдается как абсолютное угловое положение.

Магнитный принцип измерения

Датчики углового положения, использующие магнитный принцип измерения, состоят из вращающегося вала с фиксированным постоянным магнитом и датчика. Магнитное поле, создаваемое постоянным магнитом, сканируется датчиком, и измеренное значение присваивается однозначной, абсолютной угловой позиции.

Одно- и многооборотные датчики углового положения

Датчики углового положения, которые определяют абсолютное положение за один оборот вала, то есть на 360 °, называются однооборотными датчиками углового положения. Весь диапазон измерения был покрыт после одного оборота и снова начинается с его начального значения. Многие механизмы, например шпиндели, валы двигателей или тросы требуют набора нескольких оборотов. Многооборотные датчики углового положения помимо углового положения вала предоставляют также информацию о количестве оборотов.

Сравнение с другими датчиками углового положения

Сравнение технологий
Характеристики Емкостной Оптический Магнитный Индуктивный Резисторный
Погрешность (абсолютная) + ++ + + -
Очень низкий профиль ++ + ++ ++ ++
Невосприимчивость к магнитному полю ++ ++ - - ++
Влияние температуры ++ ++ ++ ++ -
Долгосрочная надежность ++ + ++ ++ -
Нечувствительность к пыли + - ++ ++ -
Срок службы ++ - ++ ++ ++
Низкое энергопотребление ++ - - - ++
Удар / вибрация ++ - ++ ++ +