BALLUFF磁編碼式傳感器工作原理

BALLUFF磁編碼式傳感器工作原理，BES516-325-ES-C-S4

安裝手冊
巴魯夫磁編碼式傳感器是為在高動態應用中實現定位和速度探測而開發的。
這些度高、快速工作的測量系統可選擇裝備磁編碼式線性或旋轉測量頭。
它們適合線性應用和旋轉應用，適合增量或位置探測。
堅固的結構允許在環境條件下使用 – 在這里傳感器也能確保您的機器或設備具有高可用性。
磁傳感器已經在許多域獲得了產業性的應用，每年所需用的磁傳感器的總數量以數十億計。
1.1 電機工業
無刷電動機具有體積小、重量輕、效率高、調速方便、維護少、壽命長、不產生電磁干擾等一系列，年需求量數以億計。
在無刷電動機中，用磁傳感器來作轉子磁極位置傳感和定子電樞電流換向器。許多磁傳感器，霍爾器件、威根德器件、磁阻器件等都可以使用，但使用的，主要是霍爾器件。
電機的轉速檢測和控制使用了的旋轉編碼器，過去多用光編碼器。磁編碼器的使用顯示出越來越多的，正在逐漸取代光學器件。使用磁傳感器還可以對電機進行過載保護(主要用霍爾電流傳感器)及轉矩檢測。
1.2 電力電子技術
電力電子表技術是電力技術和電子技術的結合，可實現交直流電流的相互變換，并可在所需的范圍內實現電流、電壓和頻率的自由調節。采用這些技術和產品，可做成各種特殊電源(如UPS、高頻電源、開關電源、弧焊機逆變電源等)和交流變頻器等產品(交流變頻器用于電機調速，節能效果*)。這些變流裝置的核心，是大功率半導體器件。以磁傳感器為基礎的各種電流傳感器被用來監測、控制和保護這些大功率器件。霍爾電流傳感器響應速度快，且依靠磁場和被控電路耦合，不接入主電路，因而功耗低，抗過載能力強，線性，性高，既可作為大功率器件的過流保護驅動器，又可作為反饋器件，成為自控環路的一個控制環節。使用變流技術可以節能，外使用的電能95%是經過變換來的，內變流技術雖已受到高度重視，但僅有5%的電能經過這種變換，可見具有巨大的應用前景。其中，可能吸納的電流傳感器，是磁傳感器的又一巨大的產業性應用域。
1.3 能源管理
電網的自動檢測系統需采集的數據，經計算機處理之后，對電網的運行狀況實施監控，并進行負載的分配調節和安全保護。自動監控系統的各個控制環節，都可用以磁傳感器為基礎的電流傳感器、互感器等來實現。霍爾電流傳感器已逐步在電網系統中得到應用。用霍爾器件作成的電度表已從研制逐步轉向實用化，它們可自動計費并可顯示功率因數，以便隨時進行調整，高效用電。

技術指導
1.4 計算機技術與信息讀寫磁頭
磁信息記錄裝置除磁帶、磁盤等之外，還有磁卡、磁墨水記錄帳冊、的磁記錄等，對磁信息存儲和讀出傳感器有巨大需求。感應磁頭，薄膜磁阻磁頭，非晶磁頭等都獲得了的使用。隨著記錄密度的提高，例如高到100G字節，需要更高靈敏度和空間分辨力的磁頭。以多層金屬薄膜為基礎的巨磁阻磁頭、用非晶合金絲制作的非晶合金磁頭、巨磁阻抗磁頭等正展開激烈的競爭。
1.5 汽車工業
在汽車中，使用的電機(汽車每輛約需40～60臺電機，一般汽車中也有15臺，這些電機呈現出無刷化趨勢)，其中使用磁傳感器的數量之大，不言而喻;另一個使用磁傳感器的是汽車的ABS系統(防抱制動系統)，平均每臺汽車要使用4～6只速度傳感器，使用的主要是感應式速度傳感器。正在逐步推廣的新型的霍爾齒輪傳感器，以及威氏器件、非晶器件、磁阻器件等即將進入這一域。
另外是汽車發動機系統點火定時用的速度傳感器及點火器。這些方面也主要使用感應傳感器。霍爾齒輪傳感器和霍爾片開關已經在一些車型中使用。據霍尼威爾公司報導，截止1996年6月，他們已向汽車工業供應了8000萬只霍爾翼片開關和300萬只霍爾齒輪速度傳感器。據預測，未來在一輛汽車中，將采用30多只象霍爾傳感器那樣的磁傳感器。
還有在工業自動控制、機器人、辦公自動化、家用電器及各種安全系統等域，除使用無刷直流電機，交流變頻器等之外，在電冰箱、空調器、電飯煲等裝置中，使用了的磁性溫度控制器，上世紀80年代中期已經超過數億只。
在傳統產業改造中的應用及市場
據報道，1995年僅工業過程控制傳感器的市場已達到260億美元;2001年計算機HDD用SV-GMR磁頭的市場超過了4000億日元(約合34億美元)。若采用新型微型磁傳感器，既使操作更簡便，又提高了性，增長了器件壽命，降低了成本。
使用新型磁傳感器可以顯著提高測量和控制精度，如使用GMI(巨磁阻抗)磁場傳感器，檢測分辨率和常用磁通門磁強計一樣，而響應速度卻快了一倍，消耗功率僅為后者的1%;若用霍爾器件，其分辨率僅4A/m，而所需外場比前者高300余倍;在應力檢測中，SI 傳感器的靈敏度是常用電阻絲的2000倍高，是半導體應變規的20～40倍。工業機床的油壓或氣壓汽缸活塞位置檢測，廣泛采用套在活塞桿上的永磁環和AMR元件組成的磁傳感器，檢測精度達0.1mm，檢測速度可在0～500mm/s內以高低速度變換;改用GMI或SV-GMR傳感器后，測量精度少可以提高1個數量。在機床數控化時代，數字磁尺幫助設計師們實現了閉環控制。使用信號輸出的磁尺，則不受噪聲、電源電壓波動等干擾，也不必原點復位。使用工作狀態磁敏開關，還可以完成手動與數控之間的轉換。
旋轉磁編碼器在旋轉量的檢測控制中起關鍵作用，它在數控機床、機器人、自動化設備的位置檢測、傳輸速度控制，磁盤、打印機之類的自動化設備通訊設備的旋轉量檢測中都是*的重要部件。其檢測對象是光磁圖形，不受油霧粉塵的影響，因此比目前光編碼器的性高壽命長，尤其適合于自動焊接、油漆機器人和與鋼鐵有關的位置檢測以及各種金屬、木材、塑料等加工的應用。而仍使用光編碼器，由于這種器件易受粉塵、油污和煙霧的影響，用在自動焊接、油漆機器人、紡織和鋼鐵、木料、塑料等的加工中，性極差。應用AMR、GMR 、GMI敏感元件構成的旋轉磁編碼器，就不存在上述缺點，因此，它們的市場需求年增長率在30%以上。在家用電器和節能產品中也也有其廣泛的應用潛力，在節能環保產品中也大有用武之地。若使用微型磁編碼器和控制微機一體化，更有利于簡化控制系統結構，減少元件數和占空體積，這在精密制造和加工業中意義十分重大。
在環境監測中的應用
環境保護的前提是對各個環境參數(溫度、氣壓、大氣成份、噪聲.......)的監測，這里需要使用多種的傳感器。采用強磁致伸縮非晶磁彈微型磁傳感器，可以同時測量真空或密閉空間的溫度和氣壓，而且不用接插件，可以遙測和遠距離訪問。在食品包裝、環境科學實驗等方面，應用前景廣闊。
在交通管制中的應用
交通事故和交通阻塞是城市中和城市間交通存在的一個大問題。內外都在加強高速公路行車支持道路系統(AHS)、智能運輸系統(ITS)和道路交通信息系統(VICS)等的開發與建設。在這些新系統中，高靈敏度、高速響應微型磁傳感器大有用武之地。例如，用分辨率可達1nT的GMI和SI傳感器，可構成ITS傳感器(作高速路上的道路標志，測車輪角度，貨車近接距離)，汽車通過記錄儀(測通行方向、速度、車身長度、車種識別)，停車場成批車輛傳感器，加速度傳感器(測車輛通過時路橋的振動等)。
磁傳感器在電子羅盤中的應用
產品圖片

BALLUFF磁編碼式傳感器工作原理，BES516-325-ES-C-S4

?