"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：2004-04-22 06:42:00
21楼
湖南客户现场提问：
拿块铁块（实际是铝块）在尺上晃一晃，就显示出位置来，从来没见过，请讲讲原理？
1，先讲霍尔开关器件。霍尔开关器件在磁场作用下可以发生开关动作，类似的器件有干簧管。不过干簧管是机械触点式开关，霍尔开关是电子开关；干簧管易破碎，霍尔开关没这个问题。有了霍尔开关，磁铁就可以远距离发生作用。
2，霍尔开关做连续位移检测，给人初步的印象是比较粗放，分辨率不会高，其实不然！武汉莹佳突破的地方就在分辨率上。请看产品，在悬浮探测块（静磁栅源）微小移动的时候，显示数字正常加减；悬浮探测块（静磁栅源）有姿态变化并不影响，这是事实。
3，我们多次将这一现实物理效果描绘成“静磁栅”概念：将磁场的相异作用区分切成均匀的栅片状空间区，每个空间区都赋以固定的编号，静磁栅源上作用点汇聚在一点上......。严格地科学地讲，这是为了说明原理时理解的方便，实际原理相对复杂，应该讲的确带有中国人的创新性。
发表于：2004-04-28 09:10:00
23楼
网友问：请教如何使用增量编码器？
答：1，增量型旋转编码器有分辨率的差异，使用每圈产生的脉冲数来计量，数目从100到8192，脉冲数越多，分辨率越高；同理，增量型直线编码器一般以1米内产生的脉冲数来表现分辨率，这是选型的重要依据之一。
2，增量型编码器有三个输出端口：A,B和Z,一般采用TTL电平，A脉冲在前，B脉冲在后，A,B脉冲相差90度，Z电平表示运动方向，一般前行或顺时针旋转为正，反之为负。也有不相同的，要看产品说明。
3，使用PLC采集数据，可选用高速计数模块；使用工控机采集数据，可选用高速计数板卡；使用单片机采集数据，建议选用带光电耦合器的输入端口。
4，建议B脉冲做顺向（前向）脉冲，A脉冲做逆向（后向）脉冲，Z调节加脉冲还是减脉冲。
5，在电子装置中设立计数栈。
发表于：2004-05-30 07:35:00
29楼
网友问：说了半天，你的直线编码器和变频器又有什么关系呢？
答：
1，本编码器不是以单一位移传感器为设计目标，而是以网络传感器和自带闭环控制功能的传感器为设计目标，这一点，在前文中有简单阐述。
2，变频调速器常使用在两个大的方面：速度控制，如水泵，风机等；位置控制，如起升定位，平移定位等。对于位置控制，合适适当的场合，我们设计生产的自带闭环控制功能的直线编码器可望直接与变频器联机使用。
3，抽象位置控制工程问题，其中含有主要的三大要素：停止位置，定位精度，预停车（预减速）位置，这些都是可预设置的位置参量，可以在我们的直线编码器适配器上实施，也可以建立“参数智能自修正系统”，现今许多变频器都能方便接受到这些信号。
4，位置控制问题是比较专门的问题，当然还有修正位置的其它补充手段，如模拟“点动”等，其主要目的是快速，准确，稳定定位。大多数情况下，稳定性的要求处于突出地位，来回震荡的现象是任何人都不愿意看到的。
5，由于不存在机械间隙回差，使用直接测量的静磁栅绝对编码器特别有利于稳定性。
6，我们至今并没有实践与变频器的直接联机，所以尚没有成功案例，所以我们使用了“可望”二字，具体问题具体分析，我们愿与感兴趣方联合实践。
发表于：2004-06-04 07:30:00
30楼
网友问：静磁栅编码器能否做成美国MTS环形磁铁磁致伸缩形式。
答：1，美国MTS（环形磁铁）磁致伸缩直线位移传感器主要运用对象是油缸内埋型位移检测。
2，它具有如下几个优点：常温下精度相当高，达到微米级；可靠性很高，能使用到许多工业环境；油缸内埋时几乎不占用空间位置；接口形式丰富；国内代理机构不少。
3，它也具有如下缺点：价格高，在大多数情况下处于“精度高消费”状态；长度规格多，接口形式多，订货周期长；油缸内埋，维修置换相当麻烦（笔者亲眼看到天津客户置换一例）；波导管在不少情况下处于悬臂状态，处于震动环境时不利。
4，类似产品目前有国产替代品。
5，静磁栅编码技术完全能做成上述形式，只是精度较低，原理不同而已。
发表于：2004-07-10 11:06:00
31楼
网友问：光电编码器与静磁栅绝对编码器的优缺点？
答：光电编码器：
1，优点：体积小，本身分辨度可以很高；同一品种既可检测角度位移，又可在机械转换装置帮助下检测直线位移；多圈光电绝对编码器可以检测相当长量程的直线位移。
2，缺点：精密且不适合户外及恶劣环境使用；量测直线位移需依赖复杂机械装置，有机械间隙带来的误差，在动力侧检测时误差更大；检测轨道运行物体无法克服滑查；量程尽管长，但有限制；综合价格高。
静磁栅绝对编码器：
1，优点：体积适中，直接测量直线位移，绝对数字编码，理论量程没有限制；无接触无磨损，测量间隙宽泛；寿命长，安装随意，抗恶劣环境，可水下1000米使用；接口形式丰富，量测方式多样；价格合理，中国自有技术，已有国内外多项稳定使用案例。
2，缺点：分辨度1毫米不算高；测量直线和角度要使用不同品种；不适于在精小处实施位移检测（大于260毫米）。
发表于：2005-01-09 18:46:00
32楼
最近，不少网友来电询问“静磁栅位移传感器”的使用寿命问题，试回复如下：
1，从实践上看，装机使用的数百条“静磁栅位移传感器”，还无一例非人为因素的损坏，最长使用时间25个月。
2，“静磁栅位移传感器”有完备的防水，震动，防潮，防渗漏，防腐蚀，防污染，防电磁干扰的机体，也有独到的防雷，防过流，防瞬态操作过电压的电路结构。
3，磁栅体在超过居里温度和猛烈撞击（80g以上）的条件下才会退磁，普通稀土钕铁硼磁栅体居里温度为70摄氏度，高品号磁栅体居里温度高达180摄氏度。
4，霍尔器件理论的正确使用寿命几乎没有限制，特别是在低功耗的开关状态下，高温霍尔元件可运行在150摄氏度的环境中。
5，虽然还没有做耐久性试验，按推算，绝大部分产品在长期通电的条件下，应可稳定工作10年以上。
发表于：2005-02-25 17:49:00
33楼
静磁栅位移检测技术产品是武汉莹佳科技发展有限责任公司专有新技术产品，它依靠磁敏器件，率先采用“游标卡尺差分刻度”原理进行悬浮检测，能运用到多种行业的位移自动控制领域，产品已装备到全国各地许多企业单位。中国幅员辽阔，各企业中能人辈出，他们对于使用传统位移检测技术产品经验丰富，对于各种检测技术的优劣耳熟能详，对于贵企业适用本企业产品的环节和部位了如指掌，对于用好维护好本公司的产品具有很高的潜质，我们愿意与这些同仁交朋友。
我们在把这些愿望变成现实的过程中会尽到我们的责任，也希望双方通过互动进一步了解：
1，提供详细技术资料光碟（填写个人资料）。
2，定期提供短期培训（见公司网站公告板）。
3，由本公司支付代理服务费用（细则请索取）。
有意如此的各位请来函来电联系。
027－86554827
whyjkj@126.com
www.whyjkj.com
祝合作愉快！
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