德國PILZ皮爾茲旋轉編碼器的技術研究
　　旋轉編碼器常用于旋轉物體角度和速度的測量，其在自動化控制、冶金、風力發(fā)電和辦公室用品等行業(yè)具有廣泛的應用，旋轉編碼器按原理可分為接觸式編碼器、光電式編碼器和電磁式編碼器。接觸式編碼器方法簡單，但較笨重，且測量精度較低，由于其屬于接觸測量，設備易損壞；光電編碼器屬于非接觸編碼器，其精度較高，但價格較貴，且對雨霧天氣敏感；利用磁阻效應的磁性編碼器，與光電、接觸式編碼器相比，具有體積小、結構簡單，耐環(huán)境能力好等優(yōu)點，具有廣泛的應用前景。

　　德國PILZ皮爾茲旋轉編碼器的技術研究       皮爾茲旋轉編碼器裝置包括：磁力表座組件、蝸桿、軸套、斜齒輪和步進電機。磁力表座組件依靠磁鐵吸力固定在自動化裝置上，磁力表座組件的彈性孔夾頭夾住軸套，蝸桿安裝在軸套中，旋轉編碼器的空心轉軸上安裝一斜齒輪。計算機輸出的脈沖信號接入步進電機驅動器，步進電機驅動蝸桿轉動，蝸桿驅動斜齒輪，斜齒輪驅動旋轉編碼器空心轉軸。同時計算機讀取旋轉編碼器的零位信號以判斷其是否在零位，如在零位，計算機則立刻停止輸出脈沖。實驗結果表明：利用該裝置可方便、快捷地使旋轉編碼器尋找并固定在零位，本文對基于GMR傳感器芯片的磁編碼器的關鍵技術進行研究，并進行增量式磁旋轉編碼器硬件電路和結構的設計。磁旋轉編碼器主要由多極鋼、磁性傳感器、信號調(diào)理電路和機械結構組成，用于測量電機轉速、轉向及位移等物理量。磁旋轉編碼器所采用的自旋閥GMR傳感器是一種新型的傳感器芯片，它內(nèi)部為惠斯通電橋結構，能將磁場信息轉化成模擬差分電壓輸出，具有靈敏度高、線性度好及封裝尺寸小等優(yōu)點，因此，磁編碼器能夠實現(xiàn)測量和小型化。首先對自旋閥GMR芯片的結構和應用進行介紹，對多極磁鋼的空間磁場進行了分析，并用Ansoft Maxwell軟件對空間磁場進行仿真分析。接著，對磁編碼器的硬件電路和機械結構進行了設計，并使用PSpice仿真軟件對一些硬件電路進行了仿真，如傳感器調(diào)理電路部分、濾波和比較電路等。針對磁編碼器的使用要求，給出一種磁編碼器的結構設計。為驗證GMR傳感器的性能，搭建磁傳感器調(diào)理電路的驗證平臺，用于測量輸出信號的性能。驗證平臺主要包括數(shù)據(jù)采集和顯示模塊。 zui后應用驗證平臺進行輸出信號的實驗驗證測試，主要包括信號源波形測試，信號調(diào)理電路處理后的波形測試，以及磁傳感器調(diào)理電路驗證平臺的功能測試。實驗結果表明磁傳感器調(diào)理電路的設計達到了預期的目的。