磁性编码器

介绍国外最新的一种编码器——无接触式磁鼓型编码器的结构、原理及其应用。并指出这种磁性编码器的优缺点及使用时的注意事项。     

磁性编码器及其应用

简要地论述了磁性编码器的结构，工作原理以及各类磁记录媒体的特性，并对磁性编码器的应用及其发展前景进行了展望，指出磁性编码器已成为发展高技术产业的关键之一。     

光电编码器在检测技术中的应用

本文简要介绍光电编码器在检测技术中的一些应用。     

采用磁编码器实现电机转速与位置检测方法

针对采用磁编码器作为电机位置检测问题,介绍了磁编码器工作原理和输出模式、及电机转子速度和转子位置测量的几种方法,并在基于DSP的PMSM控制系统中进行了实验研究。其研究结果表明:该磁编码器能高精度的、同时完成速度和位置全数字反馈控制,且性价比较高。     

光电轴角编码器的误码检测系统

为了检测光电轴角编码器输出的角度值是否有误码,设计了光电轴角编码器的误码检测系统.根据光电轴角编码器的转速不能突变的原理,采用TMS320F2812型的微处理器采集光电轴角编码器的角度数据,对编码器的角度进行微分运算,得到编码器转动的速度.根据不同编码器的特点,设置加速度阈值的大小,当加速度大于设置阈值时,则编码器在该位置有误码,通过OLED显示屏显示误码的位置,并根据需要实时显示编码器转动角速度的图形.该系统适用于在工作现场检测各种型号的光电轴角编码器是否有误码,具有检测速度快、检测准确等优点.     

汽车ABS自寻最优控制器的模拟研究

为了提高汽车的制动稳定性、缩短制动距离,本文将自寻最优控制应用到防抱死制动系统中,设计了ABS自寻最优控制器,提出了ABS控制器模拟实验的新方法。建立了模拟实验系统,设计了轮速信号检测和电磁阀驱动电路,编制了自寻最优控制算法流程,进行了仿真和实验。仿真及实验结果均表明ABS自寻最优控制器能预期实现防抱死的控制。该模拟实验为ABS控制器的研究提供了一种经济、有效的实验方法。     

高速高可靠性光电轴角编码器设计

传统编码器处理器采用单片机或DSP,电路结构复杂,移植性差,响应速度慢.设计的编码器处理单元是基于FPGA生成的IP核,实现了4台22位编码器同步采样,采样频率可达30 kHz,提高了系统的带宽.设计的22位编码器外径尺寸130 mm,精度小于2s,成功应用于某型号复杂控制系统中,实现了系统小型化.针对电路中存在的“竞争与冒险”“亚稳态”等问题进行程序优化,干扰得到了抑制,电路稳定性增强.生成的IP核通用性强、性能稳定、移植性好,可以移植到其他型号FPGA和CPLD中,缩短了其他型号编码器研发时间.     

旋转编码器用于电机转子电势相位检测的研究

采用增量式旋转编码器,设计了线绕式异步电机的转子电势相位检测器,并对转子电势过零的"零位脉冲"信号捕捉电路进行了仿真.仿真结果表明基于旋转编码器的数字式相位检测电路的设计思想是正确的.     

PMSM转子位置复合检测与编码器校正方法

为实现永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)的平稳起动,同时保证电机工作过程中的转子位置检测精度,提出一种PMSM转子位置复合检测和编码器校正方法。在分析正余弦型复合编码器绝对和增量两种工作模式的基础上,首先给出PMSM转子位置的复合检测方法,导出编码器的单向校正方法,并分析其校正误差。根据编码器单向校正误差的对称性,提出编码器的正、反转双向校正方法。结果表明,编码器参考零点标记信号位置校正值与实际相吻合,提出的方法可以保证电机的平稳起动和转子位置检测的精度,并且提出的校正方法同时适用于电机空载和带载的情况。     

磁性纳米材料在分离和检测中的应用研究进展

磁性纳米材料应用于生物、环境等众多领域近年来受到了广泛关注。磁性纳米粒子经过适当的表面修饰,可高度选择性地结合目标分子,在解决目标物的快速分离检测及高特异性的选择性分离检测方面具有优势。本文介绍了磁性纳米粒子在分离(包括水处理中的离子吸附分离、水处理中有机物吸附分离、膜分离、生物分离和其他分离)及分析检测(包括水体检测、生物监测、食品安全检测)中的应用,对多功能磁性纳米粒子的构建及其在分离及分析检测领域中的应用具有指导意义。     

多模式磁偏码器设计

为了提供电动机伺服控制所需要的不同模式的位置信号而设计的磁编码器采用了一种全新的双磁钢复合磁路结构。利用2S-10芯片的三轴霍尔效应,感应平行芯片表面的磁场,把磁信号转换成正余弦电信号;在对原始信号误差进行理论分析的基础上,通过DSP对原始正余弦信号进行误差补偿并对角度进行反正切运算,实现增量模式、PWM模式和同步串口模式信号;三步锁定型开关霍尔元件输出无刷直流电机换相信号,最终实现了3种模式信号同时输出。信号右达8位精度、10位分辨率。     

基于STM32的磁编码器的设计

选用巨磁阻传感器作为敏感元件,设计一款基于STM32微控制器的磁编码器。由正交放置在圆柱状磁体下方的4个巨磁阻传感器输出两路正交电压信号,该电压信号经过调理电路滤波、放大,采用STM32微处理器对放大后的两路电压信号进行模数转换,然后对转换后的数字量进行校正、辩向和查表等来完成信号处理,输出准确的旋转角度值,并根据需要灵活选择合适的编码器输出方式。试验结果表明,磁编码器具有较高的检测精度以及实时性。     

基于FPGA的增量式编码器细分方法的研究

为了精简增量式编码器信号处理系统的外围电路和实现在不增加编码器物理刻线的前提下提高编码器的分辨力和细分精度,提出一种基于FPGA的电子学细分方案,该方案可以获得较高分辨力和精度的编码器位置信息,且易于针对现场情况进行逻辑修改。该方案利用FPGA搭建细分方法所需要的各个模块,使用Modelsim软件进行仿真,并利用DA模块和示波器对该方案的数据进行验证分析。实验结果表明在编码器机械细分的基础上,该方案可以对信号进行120次细分,将增量式编码器分辨力提高至3″,并且可以将细分之后的机械角度精确至以度为单位的小数点后5位即10-5。     

新工质R290混合冷冻油对ABS材料脆化影响研究

新工质环保制冷剂R290替代HCFCs已经越来越被关注,其中R290与冷冻油混合与相关接触材料的化学反应日益成为产品开发的焦点问题。本文重点通过实验研究R290制冷剂和当前常用制冷剂在混合冷冻油的情况下对ABS塑料件形变的影响,分析ABS注塑件脆化的原因并找出一体式R290制冷空调系统中可采用的最优冷冻油。     

星载高精度小型多圈绝对式编码器设计

为了满足星载相机中调焦相机电机转动精度和圈数记忆要求,设计了小型多圈绝对式光电编码器。根据星载相机的精度要求,对1级绝对式光学码盘进行了小型化设计;根据电机转动的计数要求,设计了2级绝对式矩阵码盘计数系统;最后,对设计的小型多圈绝对式光电编码器进行了精度检测。小型多圈星载绝对式光电编码器外形尺寸为直径40mm×50mm、重量为200g、分辨力为40″、精度±100,圈数16圈。本编码器能实现相机中电机转动圈数记忆功能,且体积小、精度高,可满足星载相机的要求。     

利用混合式码盘测永磁同步机磁极位置的研究

针对课题的要求,提出了一种利用混合式码盘测量永磁同步机(PM SM)磁极位置的解决方案,在硬件投入较少,几乎没有增加软件负担的情况下对PM SM实现磁极位置的快速、准确测量,实验证明该方案是切实可行的。在实验基础上还给出了软硬件的设计方案,并就实施方案过程中出现的问题进行了细致的分析。     

增量式编码器自动检测系统

为减少增量式编码器检测的复杂度,提高检测精度和检测效率,实现增量式编码器的自动检测,设计了便携式增量式编码器自动检测系统。首先,利用直流电机带动被检编码器搭建了增量式编码器自动检测硬件系统,并利用驱动电路控制电机匀速转动。然后,利用Cortex．M3内核的STM32F107芯片设计了编码器误差采集电路,完成对编码器全周输出数据正交性、均匀性和幅值的采集;最后,通过计算与比较,将编码器旋转全周内输出信号误差的最大值和幅值显示在液晶显示屏上。自动检测系统调速范围在30—110r／min,且具有轻巧易于携带、测量简便、检测速度快、检测结果准确及显示直观等优点,非常适合在现场对编码器进行调试。经过实验,系统能够准确的检测出精度为40”的增量式编码器输出信号的误差。     

基于Biss协议的绝对式编码器数据采集

为了满足伺服控制系统数据读取的需求,针对基于Biss协议的高精度绝对式编码器数据提取问题,主要从硬件电路设计和软件设计两方面进行研究,给出了系统的设计方案.系统硬件系统由保护电源、差分信号接口和Biss主控制器组成,在硬件电路设计的基础上,根据Biss串行通信协议,采用FPGA实现了编码器数据读取的有限状态机.最后,在设计的硬件电路的基础上进行了编码器的数据读取实验,验证了设计的正确性,为基于Biss协议的高精度编码器在伺服控制系统中的应用提供了一定的参考.     

基于CPLD的光电编码器四倍频电路的设计

在工业测控系统中,光电编码器用于测量电机的角位移。由于现场的干扰以及光电编码器的高分辨率的特点,常运用四倍频电路来提高被控电机的测量精度和控制精度。设计基于可编程逻辑器件CPLD,利用CPLD的可重构性,在系统可编程以及能够实现复杂逻辑功能的特点,设计了光电编码器信号的四倍频电路。测试结果表明,这种方法实用有效,实现了四倍频、鉴相和计数功能,具有成本低、设计灵活的优点,提高了电机的控制精度。     

基于FPGA的BiSS协议光电编码器通信模块设计

本文完成了基于BiSS协议的绝对位置式光电编码器的通信模块设计。该通信模块以10Mb/s波特率读取光电编码器数据,单次读取耗时仅需4.2μs,是其它同类常用通信协议速度的5倍以上。文中给出了BiSS协议与同类常用协议关键特性的对比,表明其具有通信速度较快、误码率较低、工业应用适应性较强、成本较低等优点。该通信模块基于CycloneI系列的FPGA设计,使用Verilog HDL编写,实验结果表明,模块通信速度较快,工作稳定。