拆解绝对值编码器，从内部结构观察其工作原理。

拆解绝对值编码器，从内部结构观察其工作原理。

为了进一步搞清楚绝对值编码器的内部工作原理，我们从一台正在使用的电机上面拆下了一台编码器进行研究。这是一款重载编码器，外壳的防护等级为IP65，包括一组固定轴承。它还可以在更宽的温度范围内工作，所拥有的特定单元每旋转生成超过8000个计数的位，通过所谓的SSI连接以二进制形式提供位置信息。

首次使用工业编码器时，SSI协议可能还比较陌生。SSI（串行同步接口）是一种广泛用于连接绝对位置传感器和控制器的串行接口。SSI使用控制器发出一系列时钟脉冲，以初始化传感器的阈值输出。典型的SSI连接有6根导线。2个用于时钟信号，2个用于数据，2个用于电源和接地。因为控制器提供时钟脉冲，所以编码器不需要生成时钟。编码器每次接收时钟脉冲时，都会向移位寄存器的输出管脚输出新的数据位。数据流镜像12或14个代表特定轴位置的二进制位，然后重复。



产品包括电子设备和编码器外壳。电缆在机箱背面的接头处终止。

当我取下盒子的时候，我有一点惊讶。盒子的内部实际上是中空的。显示的不是编码器内部，而是另一个小金属外壳。因此，外壳将密封元件，并为编码器轴提供坚固的轴承。



内壳拧入编码器的轴。根据压接方法，必须使绝对值编码器的实际电子设备露出。

像这个电机这样的绝对值编码器经常被称为韦根线传感器，因为它使用威根线来感知旋转。韦根线实际上是特别准备的Vicat合金钢丝（钒铁钴等）。特殊材料可提供硬磁壳和软磁芯。外壳对磁化有很高的耐受性。如果磁铁位于电线附近，外部外壳将从磁场中屏蔽内部软核，直到磁场足够高。在这种情况下，包括外壳和核心的整个导线将立即改变磁化强度。极性。此切换以微秒为单位发生。这种转换被称为威根特效应。



韦根效应的一个重要特征是，每个磁极化反转产生的能量是恒定的，即使在缓慢产生的情况下，也不会完全依赖于外部磁场的变化率。使用威根特效应的一般用途是在线圈中央放置威根特钢丝，将两个磁铁安装在旋转轴上，根据磁化生成脉冲。



在PCB的中心，有Melexis芯片和可能的ARM微控制器。

编码器中的一对旋转磁铁使威根特线传感器每旋转产生两个脉冲。但是，如果维甘特线每转只产生两个脉冲，您可能会怀疑如何从编码器获取4096的不同代码。答案在PCB的另一侧。板中央有Melexis的特殊霍尔效应传感器。传统的平面孔技术只对垂直于IC表面施加的磁通密度敏感。但是，Melexis芯片由于CMOS芯片使用了特殊的材料，所以对平行于IC表面施加的磁通密度很敏感。这允许芯片使用磁通密度的定向分量解码0到360度的绝对旋转位置或角度位置。



在编码器板上找到的其他可识别芯片只有闪存芯片，可能是用来追踪编码器从哪里开始的。板上有别的小芯片，这应该是ARM处理器，但芯片没有明确标记。
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