基于平面磁场的双列结构绝对式时栅传感器研究

针对绝对式位置传感器编码复杂和加工工艺要求较高的问题,本文提出了一种基于平面磁场的双列结构绝对式时栅位移测量新方法.研究采用两列不同极距的"几"字型结构定尺绕组产生运动磁场,通过动尺电磁感应方式构造两列空间位移信号,建立两列空间位移信号相位差与运动位移的线性映射关系,通过粗通道定位和精通道测量实现绝对式位移测量.通过理论推导和模型仿真分析证明了绝对式位移测量方法的正确性.制作了PCB传感器样机进行了实验研究,结果表明传感器通过修正后定位精度可达到±9.6μm.此绝对式时栅位移传感器不仅具有结构简单,成本低廉等优势,还有效克服了传统绝对式位置传感器编码复杂和加工工艺要求较高的问题,可应用于复杂机电系统实现精密绝对定位,具有重要应用价值.     

数显位移传感产品发展趋势概述

随着数控机床的不断发展,绝对式测量已经成为当前测量的主要趋势.国外的位移传感器已逐步实现了从增量式测量到跨八绝对式测量的进程,国内也需要加快进步,早日缩短与国外的差距.本文对各种数显位移传感产品如光栅传感器、容栅传感器、磁栅传感器、球栅传感器等的工作原理进行了简要的介绍,并对产品的发展趋势进行了概述.     

利用图像传感器的光电轴角编码器编码研究

研究了绝对式角度编码器的编码原理及解码方法.在分析国内外已有编码原理的基础上,提出了一种以位移连续码为基础的新型码盘图案,该码盘在背景光照射下,由图像传感器进行光学图像采集,快速数字化后经代码识别算法获取绝对位置信息.该图形简单,制作方便,类似于增量式编码器图案,但实现了绝对式编码,易于实现编码器的小型化.实验结果表明该系统设计及理论依据是完全正确的.     

线性霍尔传感器在直线位移中的应用

为了实现实时的无接触直线位移测量,通过线性霍尔传感器获取磁场强度信号,采用定时中断方式完成数据采集,并以MSP430F169单片机作为运算及控制单元。考虑到普通的永磁无法形成梯度、线性的磁场分布,因此,在改进磁铁结构的基础上,提出了线性霍尔传感器非线性方法的测量方案,实现了对位置信号的无接触实时精确测量。实验结果表明,该霍尔变送器系统能实现对位置值的准确测量。     

英飞凌面向安全关键型汽车应用推出双传感器封装器件

正英飞凌近日发布的线性霍尔传感器和角度传感器这两个器件家族已经使用了新型双传感器封装。它可支持ASIL D,并且降低了物理空间要求和系统成本。通过采用创新堆栈贴装技术,这种线性霍尔传感器和角度传感器家族器件将两颗独立的传感器合并到一个厚度仅为1毫米左右的小巧的标准PG-TDSO封装中。英飞凌并未采用并排放置传感器的常见做法,而是利用已获得专利的倒装芯片技术,将两颗传感器堆叠起来。这能在     

提高光电编码器分辨率的电路设计与分析

<正> 一、前言光电编码器在自动控制系统中得到越来越广泛的应用。它作为系统闭环控制的一个主要反馈元件,为计算机及其外围部件提供讯息,用来检测和校正机械传动装置的线位移、角位移、线速度、角速度等静、动态量。例如,在多关节工业机器人的伺服电机驱动系统中,各关节均装有光电编码器,可对各关节的运动位置及速度,按照运动轨迹的要求,进行准确的定位及测量。光电编码器有两种基本形式——绝对式编码器和增量式编码器。在同样分辨率的条件下,由于增量式编码器的结构较绝对式编码器简单,价格也较为便宜,因此,增量式编码器相对来说应用较广泛。特别是在高分辨率和大范围的位置和速度测量中,增量式     

基于零磁通的双隔离高电压传感器设计与实现

传统霍尔电压传感器测量千伏级电压采用外接电阻转换成电流的方式,存在输入功率大和测量隔离度低的问题。基于此,设计了一种基于零磁通的双隔离高电压传感器。设计电阻阵列、仪表放大和运放双跟随匹配的U/I转换电路,降低输入功耗并精确传送测量电压;引入特殊耐高压设计的霍尔模块,对原次级磁场建立零磁通反馈,实现测量和输出隔离以及高精度线性转换;设计宽电压式DC-DC电源对内部高低压模块隔离供电。测试结果表明,传感器线性度优于0.1%,精度优于0.2%,耐压达到2 000 V,具有重要的工程价值。     

一种新型闭环式双铁芯霍尔电流传感器的建模与实现

提出一种新型的闭环式双铁芯霍尔电流传感器模型。选用的双铁芯,一个是带有放置霍尔器件的缝隙的、用于直流电流传感器的铁芯,另一个则是用于交流电流传感器的无缝隙铁芯。这2种铁芯的结构和材料借助于理论分析和仿真计算来确定。实验结果表明：这种新型的双铁芯电流传感器不仅能消除闭环霍尔电流传感器的频率特性中的台阶现象,并且还能保持较好的精度和线性度。     

新型霍尔式智能阀门定位器原理与设计

目前,智能阀门定位器的位置反馈机构,多采用机械结构,存在磨损大、精度低、寿命短等缺点。基于霍尔传感器技术和新型压电阀控制技术,研制了一款国产新型霍尔式智能阀门定位器,实现了无接触精确测量。同时,该产品具有无机械磨损、滞后小、结构简单可靠、运行寿命长、精度高等诸多优点。设计中,研制了线性位移霍尔传感器,硬件电路中应用了超低功耗技术,控制算法中应用了模糊控制等智能控制技术。产品定位精度等性能得到了显著提升,其中,线性霍尔传感器设计及其低功耗应用技术,属于国内首创,产品整体水平具有行业领先优势。     

基于SPCE061A单片机的家居智能机器人设计

家居智能机器人的核心控制部分采用双CPU体系,主从CPU分布计算,保证了实时性要求。主机以SPCE061A单片机为核心,外扩了嵌入式语音识别应答模块、智能报警及灭火模块、电机驱动控制模块等功能模块。从机作为专门的定位处理芯片,实现系统定位的功能,同时将处理得到的信息通过串口通信传递给上位机。超声波传感器、红外传感器、霍尔传感器、接触传感器等多传感器信息融合技术的采用,保证了智能机器人系统信息处理的快速性和正确性。     

差动变压器式位移传感器测量系统优化

差动变压器式位移传感器在测量小位移量时有着许多的优点。对差动变压器式位移传感器和AD698芯片(信号调理器)的工作原理作了简单的分析介绍,利用差动变压器式位移传感器线性范围大且重复性好、灵敏度和分辨力高的测量优点,配合使用AD698芯片搭建位移测量系统,精确地将差动变压器式位移传感器的机械位移转换成单极性的直流电压。同时采用曲线拟合法构建系统的智能化非线性校正模块,进一步提高了测量系统的线性度,减小了非线性误差。     

压缩感知下的自适应声源定位估计

声源定位是一个应用非常广泛的研究课题。针对阵列定位精度不高的问题,提出一种基于压缩感知的声源定位算法。通过构建冗余字典,该算法将网络中的多个未知源节点的位置作为一个系数向量,然后采用稀疏贝叶斯学习算法估计声源位置。为了增快算法的运行速度,提出一种有效的多分辨率字典构建方法,并迭代地减小定位空间,提高定位精度。实验结果显示,基于压缩感知的声源定位算法可以改善多源节点的定位能力,且有效地减少所需的传感器节点。此外,与基于子空间的算法比较显示,该算法的性能更优越。     

基于LabVIEW的霍尔传感器位移测量系统

在现代工业生产设备中,位移测量器的作用日益凸显,传统的设备往往难以满足现代设备对其体积精度等各方面的高要求。设计了一种基于LabVIEW的霍尔传感器位移测量系统。首先通过分析霍尔传感器的输出特性得到其输出电压与外部位移的关系,再利用外围硬件电路对采集到的输出电压进行放大并滤波,进而根据实测传感器的输出电压计算得出实际的位移值,最后在Multisim中利用压控电压源建立霍尔传感器模型,并利用LabVIEW与Multisim的联合仿真处理来自传感器的输出数据。最终结果表明该系统能有效显示位移并依据设定的限值适时报警。     

绝对式磁编码器设计及其在伺服系统的应用

磁编码器作为一种非接触式位置传感器,已经在伺服控制领域得到越来越多的关注和应用。相比接触式位置传感器,或光电编码器,磁编码器更加可靠,且更容易制作为绝对式位置传感器。本文介绍了绝对式磁编码器工作原理以及反正切法角度解算方法,提出了一种基于角度跟踪的角度解算算法,并基于Macrochip的dsPIC33EV芯片实现了采用两种角度解算算法的绝对式磁编码器,然后对两种磁编码器自身特性及其在伺服系统中的表现进行了对比,通过对两种算法进行充分的对比和试验验证,总结了两种算法的优缺点及适用场景。     

EAST柔性机械手臂体数据采集系统设计

柔性机械手是确保全超导托卡马克核聚变试验(EAST)装置正常运作和维修的必要设备,它由机械臂体和末端执行器组成。针对该设备臂体的高定位精度和耐高温要求,设计了一种基于绝对式磁线性编码器和倾角传感器的位姿数据采集系统。该采集系统可在115℃的高温环境下正常工作。该系统主要由主控芯片DSPIC33FJ128MC804进行整体控制,并对传感器的信号进行读取。利用磁线性编码器芯片AS5047D和倾角传感器芯片ADIS16209,实现了臂体姿态的精确定位。设计了调理电路,并结合温度传感器Pt100,对电机的外表温度进行采集,实现了系统的辅助监测。该采集系统通过CAN总线方式与上位机进行数据交换。通过优化设计以及大量耐高温、位置定位和姿态试验,验证了该系统位姿数据采集的准确性,以及在高温环境中长时间稳定工作的能力,满足设计的要求。     

动力后坐试验台数据采集系统设计与实现

为满足动力后坐试验台位移、速度数据高速采集的要求,介绍了一种以增量式编码器为位移传感器、以STM32F107VCT6MCU为下位机数据采集模块,采用MicrosoftVc＋＋6．0开发上位机试验软件的动力后坐试验台位移速度采集系统,实现了对试验中位移、速度数据的高速采集,并利用TeeChart控件实现速度位移曲线的绘制。现场试验结果表明该系统达到了设计要求,实现了数据的高速采集和曲线显示。     

新型软土沉降监测仪的研制

为解决目前我国对土体沉降监测方面存在的自动化程度低、测量精度不高等问题,提出一种新型基于霍尔效应的软土沉降监测方法,设计出一款高精度实时在线监测仪器.选用多个霍尔器件组成阵列固定在假设不发生沉降位移的参考面上.土沉降带动沉降磁环的跟随沉降,根据霍尔效应原理,霍尔器件会输出变化的电信号.采用RS-485总线将阵列电信号实时上传至主机,经主机对实验数据进行科学建模处理,建立沉降位移与输出电信号的对应关系,从而实现对土沉降实时在线监测.搭建模拟测试平台,测试结果表明:对沉降磁环的定位测试,误差在1.2544 mm内,相比较于利用接近原理的传统测量仪器测量精度更高,数据稳定性更好,可以实现实时在线测量.     

基于Laguerre多项式的LVDT位移传感器非线性校正

针对线性可变差动变压器(LVDT)位移传感器输出电压值与位移量之间存在非线性的问题,建立了基于Laguerre多项式的位移特性曲线模型.采用递推最小二乘法对标定样本数据进行拟合,以确定位移特性曲线的模型参数.该方法根据LVDT位移传感器输出电压的测量值即可高精度计算出相应的位移量.仿真结果表明:绝对测量误差不超过0.1mm,具有明显的非线性校正效果,在位移检测领域具有重要的理论和应用价值.     

基于MAXWELL的磁栅传感器磁场仿真分析

针对磁栅传感器磁性标尺定量分析困难的现状,简化磁性标尺为矩形永磁体阵列,采用分子电流假说,根据毕奥—萨伐尔定律建立了矩形永磁体数学模型,分析得出永磁体尺寸和气隙是影响采集到的磁感应强度波形数据的重要因素。利用Ansoft Maxwell平台进行仿真,在固定1 mm永磁体厚度的情况下,得到以1～10 mm不同节距和0～5 mm气隙厚度区域内y方向的磁感应强度变化曲线。并建立基于傅里叶变换,以响应信号失真度作为评判标准的评价函数。着重分析了霍尔元件距永磁体距离和永磁体节距对响应信号的影响。依托质量评价函数,得出永磁体不同节距尺寸的最佳气隙范围,为磁栅传感器的优化和高性能使用提供理论支撑。     

BCD推出一款集成霍尔传感器AH278

目前,BCD半导体制造有限公司推出了一款集成霍尔传感器、具有高压和大电流输出驱动能力的霍尔开关电路——AH278。该款芯片用于直流无刷马达的电子切换,主要应用在12V／24V双线圈无刷DC马达或风扇上,具有高压、大电流和适合高温工作的特点。用该IC生产的马达或风扇主要应用在电源和配电盘,通讯设施和工业设备等领域。