無電池的高分辨率旋變開發成功
一、前言
當要檢測伺服系統的輸出軸的旋轉位置時，往往希望在設置階段決定了原點后，無論接通電源或者關閉電源原點都能保持不變，也就是希望檢測出****位置。這種場合如果采用以往的****值編碼傳感器，那么在電源關閉時為了保持多轉（360度以上）的位置數據，必須要采用電池或者電解電容器。但電池和電容都是壽命部件，需要維修、更換等。電池的廢棄還會對環境產生污染。針對這-問題日本三洋電器公司發明了一種不用電池的高分辨率旋變。它是采用在齒輪組件中裝入旋變，免除了對電池、電解電容的依賴，這種多轉****值傳感器型號為ra062。
二、ra062的特點
2.1無電池保持多轉圈數
ra062是采用機械齒輪的相互關系保持多轉圈數的，無需電池或者電解電容器等壽命元件，因此減少了最終用戶的維修保養負擔，同時減少了鏗電池、電解電容等對地球環境的破壞，多轉的檢測原理在下面第三節介紹。
2.2分割數17bit，****位置精度達到i0分
ra062采用了****開發的asic芯片，****分割數可阻設定到17bit。另外還利用修正表對內部存儲器進行修正，****位置精度可達到10分，處理電路的結構在下面第四節介紹。
2.3環境遙應性優越
ra062是旋變傳感器，它的檢測部位只有扣鉚矽鋼片和線圈組成，所以牢固、可靠。最近對傳感器耐惡劣環境的要求越來越高，例如像油污飛濺的場合、強烈振動的環境都要用到傳感器，這種條件下光學傳感器就不適應了，而有了旋變就沒有問題。
2.4接線少
高速串口通信方式，ra062沒有電池接線，比以前用電池的傳感器接線減少了。通信方式有曼徹斯特碼同步傳送（****2ivlops）和起停同步傳送方式（****4mbps），前者用4對線，后者只要2對線就可以通信了。
三、多轉圈數的檢測原理
ra062的外觀如圖1所示。傳感器的外徑φ62mm，高度37. 6mm。傳感器內部用一個一轉計數的4對極旋變(rso)和三個多轉計數的一對極旋變(rsi)，各個旋變同心安裝著齒數不同的齒輪。圖2所示的是主軸旋轉圈數和旋變的角度關系。
只要適當選擇齒輪的齒數，就能像圖2那樣，得出主軸旋轉的圈數和各個旋變角度位置的組合。也就是說分別讀入4個旋變的各自角度位置，再通過內部電路的演算，就能得出現在多轉的圈數。當ra062加電時就能直接算出多轉的圈數，即使關掉傳感器的電源外力驅動旋轉時，只要一加電就能得出正確的旋轉圈數。
四、處理電路的結構
ra062的處理電路框圖如圖3所示。
由負責旋變的激磁和檢測處理的模擬阿斯克碼電路，進行位置運算的數字阿斯克碼電路寫入修正誤差表的瞬間存儲器，寫入各種參數的eeprom，控制串聯通信的收發信門電路和計算多轉圈數、檢測異常的cpl等構成。
ra062的瞬間存儲器內存有誤差修正表，可以達到高精度化（****精度誤差在10分以下）。ra062有4個旋變，依次交替使用，通常動作時只讓一轉位置檢測用旋變動作，檢測旋轉位置。當要算出多轉圈數時，只要一加入電源，各個旋變依次動作，讀入各個旋變的角度數據，以后利用一轉位置數據的進位，可以計數讀出電氣圈數。
ra062具有故障自檢功能，能夠檢測旋變的內部斷線以及傳感器內部溫度異常等。通信方式如前面所介紹的有曼徹斯特碼同步傳送和起停同步傳送方式。ra062的處理電路和檢測部是采用一體化結構；從原理上看不僅僅是處理電路，還可以將伺服放大器和中繼部分也做進去。
五、結束語
由于ra062去掉了電池、電容等易損部件，對于減輕最終用戶的維修保養勞動力，做出了貢獻。另外有利于環境保護，是綠色產品。它采用了旋變，所以可靠性高、環境適應性好。山洋電氣公司以ra062為代表，派生出了許多新產品，得到了用戶的青睞。
譯自：日本“電機”雜志2003年7月
翻譯：孫以木
進入：
|
