"空间静磁栅“（新08） 点击：1696 | 回复：33
发表于：2004-03-02 07:21:00
楼主
问题的提出：
1，徐传仁:“空间静磁栅”:（ ‘=’‘<>’ ?） 我打电话到公司你不在。
“静磁栅”帖比较乱，建议另外发帖。将你的几个介绍整理后放在前面，网友的问题可以连续提出、解答，这样可以比较直观的看见技术全貌，便于你介绍和大家了解。
版主谨致 2004.2.16-09：00（仪器仪表与传感器专栏斑竹“周公”）
2，网友称：从http://www.isnmag.com 武汉莹佳电气公司门户下载资料，感觉不便选型。
编者答复：
1，“空间静磁栅直线绝对编码器”从2001年初开始立项研制，2003年1月第一台样机在上海试运行，2003年7月至今批量装机正常运行共计48套，其间“武汉莹佳”并未急于推广产品。
2，“空间静磁栅直线绝对编码器”极有可能是中国一家常有电气产品装机出口的小型科技企业的原创产品，经武汉市科技局初审，正在办理“国家级创新基金”。
3，虽然“武汉莹佳”将从04年第二期“仪器仪表与传感器”期刊开始连续刊登产品广告，配发新闻和相关技术文字，但考虑到这是一项全新技术，应该有一个与广大关心者直接互动的园地，我们尝试着在各工控和仪器仪表传感器网站发贴。20天累积点击率超过5000次，下载资料超过300份，问讯电话和邮件不断，其中以工控网www.gongkong.com反响最强烈。
4，产品开发无蓝本，与第一次“吃螃蟹”的客户共同简历了十分艰苦的过程，稳定性日见优越。由于得之不易，其核心技术问题暂不在我们回答网友问题之列，这一点，还望大家多多见谅。
5，忠心感谢周斑竹和广大网友的意见和问题，我们将认真改进，连续做答而不论您是否最终用户。现将近期网上文字整理如下，重新发贴。该“空间静磁栅直线绝对编码器”与工控网许多栏目相关，我们只是推广一种新技术，希望尽量不要有“推销产品”之嫌。
※新闻简讯
武汉莹佳电气有限公司研制出全新空间静磁栅无接触长量程直线绝对编码器
武汉莹佳电气有限公司经多年潜心探索，研制出使用无源钕铁硼磁钢作为探测头的直线绝对编码器(又称直线绝对位移传感器），该直线绝对编码器原理简单，构想奇特，使用不多的开关型霍尔传感元件，直接产生高于毫米数量级的位移量数字信号，普通分辨度1毫米，目前最高分辨度可达0.2毫米，最高测长可达2公里，该产品已申报国家专利。当“空间静磁栅”这一新称谓还未被业界全面了解和认可时，相关产品已经悄然在许多自动控制设备上安全装机使用并有望成为位移传感器选型工程师们的一个不错的选择。
该直线绝对编码器由探测头和传感棒两部分构成，探测头使用无源钕铁硼磁钢，传感棒用内藏计算机的特制高强度铝合金管材封装，有很高的防震防水抗污染等级，探测头与传感棒之间在安装使用方面，有很高的相对距离宽容度和相对姿态宽容度，这是工业运用中非常宝贵的特点。使用空间静磁栅原理，还可深度开发弧形和圆盘形无接触位移检测单元，在使用寿命上具有明显的优势。
直接测量物体位移一直是工业界的一个追求，接触方式和无接触的光栅方式能解决许多问题，也带有一些缺点。近年的磁致伸缩方式使用了永久磁铁，也是个相当好的创意。由于其原理是测量超声波在金属波导管中的行程，灵活性存在缺陷，A/D,D/A转换的固有误差使得设计声称的测量精度存在折扣。技术创新永无止静，新型的空间静磁栅长量程无接触直线绝对编码器虽在探测精度上还略有差距，但它的更多的优点使得它在相当多的工业现场有可观的适用性。
“空间静磁栅”顾名思义是永久磁铁通过空间被细分的栅片状的作用区无接触地对位移测量装置产生作用，磁场的作用区能细分为0.2mm厚薄的有相当宽度的栅片状空间？！这是一个很难想象的状况，但是开发厂商武汉莹佳电气有限公司的确做到了这一点。编码器将在完全无磨损的情况下工作，永久磁铁的寿命毋庸怀疑（不超过磁性材料的居里点），可靠性完全由有源传感棒和数据传输系统来决定。更值得强调的是，“空间栅片”有非常固定的编号，在失电投电不断转换的过程中，或在永久磁铁离开又回到作用区时，均能正确地反映探测的位置，真正做到了“绝对编码”,大量运用资料可在下面提供的网站上下载。
该直线编码器充分发掘了嵌入式微处理器的资源，将数据更新速度提高到毫秒数量级。武汉莹佳电气有限公司供用户选择配套的显示控制器更将常规位移控制功能，现场显示调校功能和数据通讯转换功能集成其间，通讯接口可提供I2C，RS485，RS422，SSI，CAN，PROFIBUS等多种形式以利上位机直接采集数据。在短距离测控方面（例如短于2米），该公司可提供4～20mA标准信号产品。该产品安装调整非常方便，目前批量运行装机环境为露天安装，使用环境温度-10°～50°，撞击振动约50g，与西门子S7-314PLC联机使用，而且通过现场总线，可望直接与变频器联机使用。对于那些测控平移机构，精度要求在毫米数量级的工业运用现场，新型直线绝对编码器是一个相当不错的选择。
该产品由武汉理工大学，武汉威尼尔科技发展有限公司，武汉莹佳电气有限公司联合推广。
详情请到下列网站查询：
http://www.winnerchina.net（工业推广运用网站）
http://chuanren.testmart.cn（武汉莹佳电气公司联络方式）
http://www.isnmag.com (武汉莹佳电气公司门户有资料下载）
E-mail:chuanren_49@sohu.com
TEL:027-86554827，晚027－86552030
24小时无缝技术咨询热线：13871121205徐先生，13307112229金先生
※ 问：我希望同时监测10个薄刀片的位置，这些刀片在一条直线上，精度必须达到0.25mm，刀移动速度300mm/18s，不知使用一件这种直线绝对编码器是否可行。如果可行的话，希望给我发个email：ligengya@sohu.com
答：ligengya:您好！
欢迎您对直线编码器的关注！
从理论上讲，根据您提供的运动速度，在一条直线编码器上实现多点检测完全有可能（请注意：这是个很重要的特点！），但我们还需了解下述情况：
1，全部刀片在一条直线上分布的最大运动长度？此长度与与传感器全长有关。
2，每个刀片是否有比较固定的运动区域？
3，运动中，刀片的最小间距是多少？最大间距是多少?
4，是否需要由我们来提供独立的显示控制装置？
我们是该传感器的直接研制和生产厂商，对您提出的问题表达明确的兴趣，特别欢迎长期为您的产品配套，当然在有充分把握的情况下作为课题探讨也行。www.isnmag.com网站武汉莹佳电气有限公司门户有详细资料下载，可参阅。
期待您的回复！
祝春节快乐！
※ 亿佳音问：我非常想了解和掌握使用贵公司产品,不知耐用否.我用的三菱fx2nplc能否兼容,你那里还有什么好的产品呀,希望和你联系.
答：亿佳音：新年好！
很高兴在新春之际收到您的关注！
首先简单介绍我们公司的特色产品：
1，空间静磁栅长量程无接触直线绝对编码器
2，接近开关高精度长程多点定位仪
3，非屏蔽双线数据传输适配器（改造型CAN总线）
这些产品相当一部分用于出口装机，国内项目使用就更多，耐用状态相当不错。
空间静磁栅长量程无接触直线绝对编码器（简称直线绝对编码器）是我公司重点推广的特色新产品，原则上讲，可以与任何厂商的PLC兼容，这里分几种不同的用户需求简单分列说明：
一，如果使用武汉莹佳显示控制器，有下面多种选择：
1，使用武汉莹佳显示控制器形成单纯的位置显示系统。
2，使用武汉莹佳显示控制器形成独立的位置闭环控制系统。
3，使用武汉莹佳显示控制器形成独立的位置闭环控制系统，控制器通过PLC的I/O端子联络（适用于任何PLC，推荐方式）。
4，使用武汉莹佳显示控制器作为位置显示器和通信适配器，与PLC连接时，适用的数据传输方式为：
A,串行同步高速数据采集（PLC备高速数据采集模块，RS422）。
B,MPI多点数据连接方式（PLC具备MPI接口，RS485)。
C,4-20mA方式（PLC有4-20mA输入端口，限2米以内量程）。
D,SSI方式（PLC备SSI采集模块，速率115KB/S）。
E,CAN方式（PLC兼容CAN总线并有CAN总线接口）。
F,PROFIBUS方式（PLC兼容PROFIBUS总线并有PROFIBUS总线接口）。
G,武汉莹佳显示控制器提供16位并口输出功能。
二，如果不使用武汉莹佳显示控制器，数据输出方式仅提供上述A,B,C三项。
请考量你的三菱fx2nplc适合哪钟情况，如能提供您的工程需求以便我们为您参考则更好。
※ 网友问：直线绝对编码器和位移传感器有何区别？
答：1，两者为同类位置传感器。
2，位移传感器可能的两种探测方式：
A，探测面移动方向与探测面法线方向平行（小距离－电感式；大距离－激光式，超声波式）。
B，探测面移动方向与探测面法线方向垂直（光栅式，磁致伸缩式，空间静磁栅式)。
3，直线绝对编码器只有一种探测方式：
－－探测面移动方向与探测面法线方向垂直。
4，空间静
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发表于：2004-02-20 20:52:00
1楼
网友问：什么是“分辨度”？什么是“精度”？
答：1，“精度”有“相对精度”(relative precision)和“绝对精度” (absolute precision)。相对精度用百分数表示。例如，量程1米，从零到1米保证1毫米精度，“相对精度”为0.1%。“绝对精度”用长度数值表示。例如，在如何量程的任何量测处均保证1毫米的示值精度，其“绝对精度”为1毫米。
2，严格地讲，“分辨度”是与精度无关的量值描述。“分辨度”考察相邻量值的间隔。例如，某装置可量测0.1毫米的显示间隔，称“分辨度”为0.1毫米。
3，还有“可重复精度”，它的意义与内含的测试标准相关，不易横向比较。假设有一位移传感器产品的测试标准粗略表述为：环境温度20摄氏度，使用500mm零级量块，从大于700mm和小于300mm处分别移动到500mm处各10次，每次移动时间间隔20分钟，位移传感器示值落在499.99到500.01的概论大于70.7%，认定“可重复精度”为±0.01mm。如果把标准变化为“环境温度－40摄氏度到＋85摄氏度”，这个产品的“可重复精度”就提高了相当多。
4，由于描述理解和实际存在差异，容易造成“精度高消费"。
5，现今武汉莹佳“静磁栅直线绝对编码器”其“绝对精度”固定，“相对精度”与量程有关，量程越长，“相对精度”越高。它的性能价格比体现在1至10米量程的的产品上，它填补的是10米以上的（法线垂直向）无接触绝对量测。
发表于：2004-02-23 19:13:00
2楼
网友问：位移传感器品种太杂，能否介绍选型原则？
答：位移传感器产品虽只是传感器大类中的一个分类，但品种已非常之多，仅依应用工作经验谈谈一孔之见：
1，全面了解自己的被测控对象。物体移动形式多种多样，直接或间接反映移动信息的环节也并不唯一，不能直接或间接反映时还可以增加一些附加的环节，原则是可靠且不明显降低测控效果。另外还应特别注意使用环境和安装条件。
2，如何一类位移传感器都不可能“保治百病”，应尽可能多地了解各种位移传感器的特点，适用范围和局限性。电感（电涡流）型量程短，分辨度数十微米，成本适中，被大量采用；激光型和超声波型属相同一类，均不得阻隔探测通路，随着量程增加，需要有足够大的反射平面，分辨度数百微米至数毫米，其中激光型量程长，反应速度较快，成本高，超声波型量程一般10米以内，反应速度较低，成本一般；光栅型量程10米左右，分辨度数微米，反应速度一般，成本偏高，在数控机床上广泛使用；磁致伸缩型量程10米左右，分辨度数微米，反应速度一般，成本较高；静磁栅型已有介绍，成本一般。另外，高耐磨塑料电位器型，管状电容型，差动变压器型等都有相关产品。
3，通过比较，选择最佳探测型式。随着自动控制和电子信息化的发展，位移传感器有需求量迅速增加的趋势，应尽量选择原理可靠，适用被控对象和环境，好配置，易维护，性价比适中，坚固耐用的产品。
4，既参考长期使用的典型案例，也注重基础器件的发展趋势。位移传感器正在向高精度，低成本，低功耗，无接触，绝对型，“零故障”，恶劣使用条件，数字化，网络化方向发展。例如汽车的油门控制实际是专用位移传感器，最初完全采用弹簧和连杆类机械传输，后来的电子油门控制使用了类似接触电位器的方式，最近出现了专用无接触磁传感器，甚至提供现场总线接口与汽车的电子总线系统连接。
5，我国位移传感器基础理论研究并不落后，但综合工艺研究，产品标准制定，工业化产品生产和品牌建设还有相当差距，琳琅满目的位移传感器基础器件尚大量来自进口。目前，磁传感器已经形成热点研究门类，包括开关霍尔，线性霍尔，薄膜磁敏，巨磁磁敏，庞磁磁敏，均为无接触绝对型检测方式。
发表于：2004-02-25 15:54:00
3楼
网友问：能否介绍“磁尺”？
答：“磁尺”是个泛称，形式多样，下面介绍典型的几种。
“磁尺”1，使用类似“钢丝录音机”的原理将细钢棒磁化，形成高密度磁极，用类似“录音机磁头”的“微磁隙”采集器接触采集磁电信号。该磁尺分辨度为微米级，属“增量型”接触形式，最早出现在进口钢板轧制生产线上检测控制钢板轧制厚度，现一直沿用。
“磁尺”2，使用类似“磁带录音机”的原理将涂敷磁粉的塑料磁条磁化，采集原理与上叙相同，分辨度为数十微米，也属“增量型”接触形式，有商品化产品。
“磁尺”3，磁致伸缩型磁尺，将环形磁钢套在一金属杆上，杆的一端有电子装置，另一端有声反射装置。电子装置周期性发出声脉冲，沿金属杆（波导杆）传输（速度约3000米/每秒），遇磁钢产生磁致伸缩反射脉冲，由电子装置计算声波行程，然后转换成位移信号，该磁尺属“绝对型”非接触形式。美国产磁致伸缩磁尺分辨度为2微米。德国产磁致伸缩磁尺也有悬浮磁块形式，分辨度要低许多（20至100微米），国产产品在量程和分辨度上有一定差距。
“磁尺”4，使用线性霍尔器件的磁尺，量程短，理论分辨度较高，属“绝对型”非接触形式，见技术文字，少见商品化产品。
“磁尺”5，使用线性薄膜型差分磁敏电阻的磁尺，量程短，理论分辨度较高，属“绝对型”非接触形式，见技术文字，少见商品化产品。
“磁尺”6，使用线性巨磁型差分磁敏器件的磁尺，量程短，理论分辨度较高，属“绝对型”非接触形式，见技术文字，少见商品化产品。
“磁尺”7，空间静磁栅型，等截面合金管内藏电子装置和开关型霍尔器件，与专用磁钢共同作用形成高密度空间编码磁栅区，由电子装置直接解析出绝对位移数字信号，（4－20毫安产品还需将数字信号经数模芯片和电流环芯片转换成模拟信号）。该磁尺理论分辨度约100微米，属“绝对型”非接触形式，理论量程几乎没有限制。
发表于：2004-02-29 08:15:00
5楼
网友问：能否简单介绍旋转编码器检测直线位移的方法？
答：1，使用“弹簧连接器”将旋转编码器与驱动直线位移的动力装置的主轴联轴。
2，使用小型齿轮（直齿，伞齿或蜗轮蜗杆）箱与动力装置联轴。
3，使用在直齿条上转动的齿轮来传递直线位移信息。
4，在传动链条的链轮上获得直线位移信息。
5，使用安装有磁性滚轮的旋转编码器在直线位移的平整钢铁材料表面获得位移信息（避免滑差，属专利）。
6，使用类似“钢皮尺”的“可回缩钢丝总成”连接旋转编码器来探测直线位移信息（数据处理中须克服叠层卷绕误差）。
7，类似6，使用带小型力矩电机的“可回缩钢丝总成”连接旋转编码器来探测直线位移信息（德国产品，结构复杂，几乎无叠层卷绕误差）。
发表于：2004-03-22 17:10:00
13楼
网友问：如何能提高磁尺的精度？
答：1，接触型磁尺精度已经足够高，可惜使用的是增量型编码，量程也十分短。最近有报道称：实验室阶段“纵向直线绝对编码”接触磁尺正在验证中，我们正密切关注其进展。
2，非接触磁尺分别采用模拟磁敏器件和开关磁敏器件，采用模拟磁敏器件时，精度可以做高，但量程受到很大限制；采用开关磁敏器件时，量程可以做大，探测间隙可以做大，唯独精度的提高有严重瓶颈，原因是：开关器件性能的离散性，温度特性，磁滞特性，杂散磁场和地磁干扰等。
3，我们已经从理论上研讨出将“静磁栅绝对编码器”的探测分辨度提高到20微米的方法，但还未进入实验室阶段和严格标定阶段，如果能实现，将是一数量级的提升。
4，“空间静磁栅”磁尺研究是一全新领域，以往几乎没有相关报道，我们愿意同有兴趣同时有一定研究的人士合作研讨这一问题，随着新器件的不断推陈出新，精度提高的希望永远存在。
发表于：2004-04-04 08:43:00
16楼
本次回访浙江“直线绝对编码器”用户发现的问题：
应用案例：“静磁栅源”安装在可动部件上，“静磁栅尺”安装在固定部件上，两者为完全无约束安装，量程920mm.观察“静磁栅源”行走过程与“静磁栅尺”之间的间隙为6mm~13mm，采集数据在靠近间隙大处表现不稳定。
解决方案：在间隙大一端使用橡胶片将“静磁栅尺”朝“静磁栅源”方向垫高7mm,使行走全程间隙控制在6mm左右，读数非常稳定。
案例分析：厂商提供探测间隙10mm的“直线绝对编码器”，用户安装建议保持一个工程余量，例如悬浮6mm左右为宜，“静磁栅源”越靠近越好，即使频繁摩擦到“静磁栅尺”上，也丝毫不影响测量效果，“静磁栅尺”表面壁厚4mm,当然这只是极端的说法，厂商并不是推荐“静磁栅源”与尺的摩擦。
发表于：2004-04-06 15:14:00
17楼
武汉莹佳科技发展有限责任公司招聘信息
各人才中介服务机构：
武汉莹佳科技发展有限责任公司是一家专业从事新型位移传感器研制生产和营销，同时从事自动控制系统软硬件研发生产和营销的高新技术公司，公司拥有“静磁栅直线绝对编码器”国家专利产品技术，该产品成功推广运用到中国和世界各地的重型机械，水利设施和钢铁工业等许多相关领域。为进一步推广新产品，新技术，现招聘员工若干名。
1，电气自动化仪表专业研发工程师3名
要求：能独立从事单片机或PLC或工业计算机硬件，软件开发工作，具有现场独立解决控制系统相关技术问题的综合能力，年龄40岁以下，学历不限，收入面议。
2，电气自动化仪表专业营销工程师3名
要求：能独立从事电气自动化仪表及传感器营销工作，具有根据现场系统状态独立协助客户选型配套仪表与传感器的综合能力，年龄40岁以下，学历不限，收入面议。
工作地点：
1， 武汉武昌光谷，湖北信息产业大厦（研发营销基地）
2， 武汉青山和平花苑4-2-202（生产基地）
联系人：刘新征，张新宪 电话：027-86554827
E-mail:chuanren_49@sohu.com
发表于：2004-04-17 09:58:00
20楼
网友电话提问：
看过你们超长量程直线绝对编码器资料，请问为什么推荐使用弹压装置？
答：超长量程直线绝对编码器适用于沿固定轨道长距离运行的装置。安装采用水平安装或者侧向安装，对于“静磁栅尺”的感测面而言，“静磁栅源”在保持与“静磁栅尺”间隙一致的情况下，有±12毫米的运行宽容度，而“静磁栅源”与“静磁栅尺”又有0－30毫米的宽容度。尽管宽容度不小，但是现场车辆重载后的移位变化和间隙变化都有可能超出，这会造成探测数据的不稳定。
国外第一套SICK/STEGMANN公司长直线磁尺今年三月在上海装机（为出口法国设备配套），五位相关外国工程师因轨道变形调整了很长时间，他们的磁尺就没有弹压装置！我们一直眼睛向外在跟踪国际先进技术，当然也会融入我们自己的一些思考，吸收此教训，我们率先设计了这套装置，准备用于城市垃圾处理厂，亚洲最大环形退火炉等处。
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