[发明专利]一种用于位置测量的磁编码器

说明书

技术领域

本发明涉及一种磁编码器，更具体地说，涉及一种用于位置测量的磁编码器。

背景技术

编码器（encoder）是将信号或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备，等同于一种将位移转换成数字脉冲信号的传感器。为了检测直线移动的位置、速度和加速度，常用各种接触和非接触型的传感器进行测量，一般采用的接触式位置传感器通常使用滑动变阻器（滑动头移动会改变阻值，从而测量滑动头位置）或线性光栅。接触式位置传感器存在的一个很大的问题就是长时间使用之后传感器本身会因为运动摩擦产生磨损，导致传感器的精度和可靠性下降，不能组成免维护系统。如光栅等的接触式位置传感器又存在对振动敏感，无法在航空器或具有振动环境的工业现场使用的问题。

具有霍尔效应的磁阻传感器具有精度高，对温度变化不敏感，对于冲击和振动不敏感，适合于在恶劣的环境中使用的优点。目前，正得到越来越多的使用。

经检索，中国专利号ZL01106543.5，授权公告日为2004年10月6日，发明创造名称为：位置编码式磁性位移传感器，该申请案由可移动的安装有永磁体的活动尺身与安装有磁敏元件的固定尺架及内置信号检测识别电路组成。由多个永磁体以不等间距组成不同的磁场强度单元，并由多个不等间距排列的磁敏元件按其输出端C_n²（n≥2）排序二二成对，组合成若干编码集合，以根据其感应的磁场强度及位置组合编码集合来确定其在不同磁场强度单元的位置以及其位移的变量，这种位移改变量可以是直线位移或是角度位移。该申请案可以实现位置和角度测量，但该申请案结构较复杂。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服测量做直线运动的被测物体所处位置的编码器，测量精度低、对温度变化敏感的不足，提供了一种用于位置测量的磁编码器；本发明提供的磁编码器为非接触式编码器，使用寿命长，测量精度高，对温度变化、冲击和振动等均不敏感。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种用于位置测量的磁编码器，包括磁编码器本体和钕铁硼磁铁，所述的磁编码器本体和钕铁硼磁铁分别安装于两相对运动的物体上；所述的磁编码器本体包括磁阻传感器模块、A/D转换模块、MCU模块；所述的磁阻传感器模块的输出端与A/D转换模块的输入端相连，A/D转换模块与MCU模块相连，所述的磁阻传感器模块包括多于2个的磁阻传感器，所述的磁阻传感器等间隔排列。

更进一步地，所述的磁编码器本体和钕铁硼磁铁分别安装于两相对平行运动的物体上。

更进一步地，所述的磁编码器本体还包括电源模块和RS422通信模块，所述的电源模块用于给磁编码器本体供电，所述的A/D转换模块用于将接收的模拟信号转换为数字信号，所述的MCU模块用于对接收的数字信号进行处理；所述的RS422通信模块与MCU模块相连，RS422通信模块用于将MCU模块的处理结果输出显示。

更进一步地，所述的磁阻传感器模块包括8～12个磁阻传感器，磁阻传感器等间隔排布于PCB板上，相邻两磁阻传感器的距离为10mm。

更进一步地，所述的磁阻传感器为HMC1512磁阻传感器。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：

（1）本发明的一种用于位置测量的磁编码器，为非接触式测量，长时间使用没有磨损，使用寿命长，且只需将钕铁硼磁铁固定于被测物体上，将磁编码器本体安装于另一物体上，控制钕铁硼磁铁相对磁编码器本体平行移动，便可测得被测物体所处位置，控制简单、便于操作；

（2）本发明的一种用于位置测量的磁编码器，其采用数字形式输出测量信号，抗干扰能力强，可以在强烈振动和冲击的条件下使用；

（3）本发明的一种用于位置测量的磁编码器，其采用的HMC1512磁阻传感器内阻随温度变化小，对温度变化不敏感，使得本发明的磁编码器可在较宽的温度范围内保持较高的测量精度。

附图说明

图1为本发明的一种用于位置测量的磁编码器的模块连接示意图；

图2中的（a）为本发明中HMC1512磁阻传感器芯片引脚图；图2中的（b）和（c）为本发明中HMC1512磁阻传感器内部包含的两个磁敏电阻电桥示意图；

图3为本发明中HMC1512磁阻传感器内阻随温度变化的曲线图；

图4为本发明中HMC1512磁阻传感器的输出电压随磁场强度变化的线性关系图；