多圈绝对位置传感技术研究

袁 菲

(深圳万讯自控股份有限公司,深圳 518000)

0 引言

在工业自动化控制领域,有大量往复运动的场合,需要得到精确的位置信号。例如纺织机械、灌溉机械、印刷造纸、水利闸门、港口起重机械、钢铁冶金设备等。在当前热门的机器人技术和汽车应用中,由于电动助力转向和电机位置传感,许多应用都需要检测旋转目标的角度。角度检测可实现这些设备和精密仪器精确控制。为了满足位置精度的要求,运动部件还需要设计反馈系统,形成闭环控制,最终达到误差控制的目的[1]。

本文通过详细比较各类多圈旋转的位置检测传感技术的原理和优缺点,分析多圈旋转的位置检测传感技术发展,为不同的应用场合选择使用多圈位置传感技术提供参考。

1 导电塑料电位器

导电塑料电位器是20 世纪50 年代后期出现的一种以导电塑料为电阻体的碳质电位器[2],是自动化设备上应用较广的旋转位置检测装置。

①原理。

导电塑料电位器的功能是把一个机械位移转换成电气信号,并且该信号能够与机械运动成正比。简单地说,电位器就是一个滑动变阻器。虽然通过检测滑动电阻阻值也可以获得位置百分比,但由于电刷与电轨的摩擦运动,会随运行时间磨损造成相同位置阻值的变化,从而影响测试的准确度。为了避免阻值变动带来的位置变化,采用电压分配则稳定很多。电位器的阻轨两端连接到稳定的直流电压(输入电压Ui),电刷装配也连接到激励器,使塑料阻轨产生一个分配电压(输出电压Uo)。……