如何減少磁編碼器的角度誤差？

磁編碼器在旋轉(zhuǎn)軸中心、永磁體和霍爾元件中心位于同一直線上的軸端配置中，理論上是一個完美的圓，并且角度誤差為零。但實際上，由于某些原因，圖形不再是完美的圓，從而導(dǎo)致角度誤差。



下面，西安德伍拓自動化技術(shù)人員將為大家解釋使用磁性編碼器的離軸配置的工作原理，磁性編碼器由徑向磁化的磁體和檢測水平磁場強度的霍爾元件組成。

磁編碼器周邊有雜散磁場

由于從永磁體水平方向輸入的雜散磁場的影響，會產(chǎn)生角度誤差。

例如，如果在X軸方向輸入雜散磁場，則的中心將在X軸方向偏移。此時，當(dāng)旋轉(zhuǎn)角度θ為0°和180°時，角度誤差為零，但在其他情況下都會出現(xiàn)角度誤差。

磁編碼器霍爾元件的安裝不對中

由于霍爾元件的安裝未對準(zhǔn)而產(chǎn)生角度誤差。這是因為，由于霍爾元件和永磁體的中心發(fā)生位移，輸入到霍爾元件的磁場發(fā)生畸變。

例如，如果霍爾元件在X軸方向上未對準(zhǔn)，則當(dāng)旋轉(zhuǎn)角度θ為0°、90°、180°或270°時，角度誤差為0。

然而，在0~90°和180~270°之間相位超前，在90~180°和270~0°之間相位滯后。

磁編碼器霍爾元件的安裝傾斜度

由于霍爾元件的安裝傾斜而產(chǎn)生角度誤差。霍爾元件和永磁體并沒有相互偏移，但由于從傾斜方向輸入的磁場變?nèi)?，變成橢圓。例如，當(dāng)霍爾元件相對于X軸方向傾斜時，當(dāng)旋轉(zhuǎn)角度θ為0°和180°時，輸入到霍爾元件的磁場變?nèi)?。而?90° 和 270° 時，磁場強度不受傾斜的影響。結(jié)果，變成X方向上半徑較小的橢圓。在這種情況下，當(dāng)旋轉(zhuǎn)角度θ為0°、90°、180°和270°時，角度誤差為0。然而，在0~90°和180~270°之間相位超前，在90~180°和270~0°之間相位滯后。

相反，如果霍爾元件安裝在正確的位置，即使永磁體未對準(zhǔn)或傾斜，也不會出現(xiàn)角度誤差。這是因為，即使磁鐵錯位地旋轉(zhuǎn)，輸入到霍爾元件的磁場的大小也不會根據(jù)角度而變化。結(jié)果，李薩如圖形保持完美的圓形，并且不會出現(xiàn)角度誤差。

然而，磁編碼器檢測到的水平磁場的大小變小，因此角度信息中包括的噪聲誤差分量變得相對較大。

磁編碼器和電子元件的特性偏差

組成磁性編碼器的霍爾元件和AD轉(zhuǎn)換器都是電子元件。量產(chǎn)電子零件的電子特性因生產(chǎn)偏差而存在個體差異。

例如，霍爾元件的偏移會導(dǎo)致角度誤差，其原因與雜散磁場的影響相同。用于檢測 X 軸分量磁場的霍爾元件的靈敏度與用于檢測 Y 軸分量磁場的霍爾元件的靈敏度之間的差異會導(dǎo)致角度誤差，其原因與安裝傾斜度相同霍爾元件。同樣，AD轉(zhuǎn)換器的偏移和靈敏度偏差也會導(dǎo)致角度誤差。

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