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      霍爾旋轉編碼器應用
      發布時間:2019-03-20
      發布者:
      瀏覽次數:868次

      霍爾旋轉編碼器主要由旋轉磁鐵組合、取樣電路和信號處理電路等部分組成,如圖1所示。其中,旋轉磁鐵組合安裝在膠印機收紙輥上,霍爾旋轉編碼器電路部分固定在機體上,敏感面對準磁極,兩者間距小于5 mm,對收紙輥的旋轉角度進行取樣。因磁極的位置是確定的,所以取樣信號是絕對位置量。如果取樣電路具有識別印刷工藝起點和位置順序控制點的能力,那么印刷的過程就能通過一個傳感器的多點取樣,實現程序控制。取樣的基礎是基于霍爾電路A3144,顯然單一霍爾芯片不能實現包括起始點和順序點的取樣,需要對取樣電路進行特殊設計,以滿上述要求。取樣電路獲取的位置信號送信號處理電路,經軟件系統對信號進行判斷處理,確認后輸出編碼信息。


      實現膠印機印刷工藝過程的程序控制系統(PLC)需用多個傳感器對紙張位置、旋轉角度進行檢測,傳感器數量的增多給安裝、調試和使用造成諸多不便,使設備的可靠性降低,電氣控制系統的成本增加。分析膠印機的功能和機械傳動系統發現,膠印機的合壓、打碼、撥碼、噴粉和雙回轉功能屬順序控制,可通過檢測收紙輥的旋轉角度,實現程序控制。考慮到膠印機存在油、墨、水和落塵污染,又屬連續運行的苛刻應用環境,磁敏型傳感器較為適合,但對控制工位相對少的膠印機來說,選用磁旋轉編碼器又顯得價格昂貴。因此,基于開關型霍爾電路設計了霍爾式膠印機旋轉編碼器系統(以下簡稱霍爾旋轉編碼器),使傳感器的安裝、調試、布線簡化,節省了PLC的輸入接口資源,在膠印機控制系統中的應用取得了成功。

        雙霍爾旋轉編碼器取樣系統結構與原理

        根據開關型霍爾電路原理,霍爾芯片只對一個方向的磁場有效,這就是說霍爾芯片的一個感應面為磁體的s極敏感,那么另一面一定是N極敏感,假設這兩面分別叫S面和N面。將兩個開關型霍爾芯片A和B的相同敏感面(例如N面)相對,A在前,B在后疊放,組成一雙霍爾取樣電路AB。芯片A的輸出定義為Va,芯片B的輸出定義為Vb,顯然對來自同一方向的磁體,芯片A對S極敏感,芯片B對N極敏感,即S極觸發雙霍爾AB,則Va輸出,N極觸發AB,則Vb輸出,參見圖2。這種設計使取樣芯片組對兩個磁場方向都敏感,因芯片獨立輸出,具有識別磁極的能力。由于磁體組的S極、N極有位置間隔,所以Va,Vb信號在時間上不重疊。當S,N1,N2, N3,N4旋轉一周順序觸發AB時,芯片A將輸出一個脈沖,稱之為“起始點”或零信號;芯片B將輸出四個脈沖,稱之為“順序點”信號。基于這種思想設計取樣電路,實現了對旋轉磁體組各磁極的識別功能,尤其關鍵的是能確定印刷過程的起始點。


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