POSITAL的新型通孔KIT編碼器是為安裝在機器軸或軸周圍的旋轉位置測量元件(編碼器)而設計的。由於其寬大的中心開口(30或50毫米)和可用於多圈測量範圍，這對於許多應用是一個優秀的解決方案，包括伺服電機
，反饋控製步進電機和機器人關節。

這zhe些xie設she備bei是shi基ji於yu先xian進jin的de電dian容rong測ce量liang技ji術shu
，結jie合he了le準zhun確que性xing，合he理li的de安an裝zhuang公gong差cha和he堅jian固gu的de可ke靠kao性xing。它ta們men還hai具ju有you自zi供gong電dian的de旋xuan轉zhuan計ji數shu器qi，消xiao除chu了le對dui備bei用yong電dian池chi的de需xu要yao
，大da大da降jiang低di了le維wei護hu成cheng本ben。

一種新型的產品

POSITAL在旋轉編碼器位置和其他工業應用運動傳感器的開發中處於領先地位。這些設備提供角位置(絕對編碼器)或旋轉速度(增量編碼器)的de數shu字zi測ce量liang。在zai本ben公gong司si的de產chan品pin目mu錄lu中zhong，大da多duo數shu編bian碼ma器qi的de位wei置zhi傳chuan感gan元yuan件jian都dou位wei於yu設she備bei的de中zhong心xin。雖sui然ran這zhe對dui於yu許xu多duo應ying用yong來lai說shuo是shi令ling人ren滿man意yi的de，但dan在zai某mou些xie情qing況kuang下xia
，設she計ji者zhe更geng喜xi歡huan使shi用yong能neng夠gou圍wei繞rao中zhong心xin軸zhou
、軸或結構元件的測量設備。

例如:

▪▪ 對於伺服電機，步進電機或驅動器
，可以方便地使用一個圍繞軸安裝的位置傳感器來測量軸旋轉位置。

▪▪ 機(ji)器(qi)人(ren)的(de)關(guan)節(jie)可(ke)以(yi)用(yong)一(yi)個(ge)中(zhong)心(xin)鉸(jiao)鏈(lian)銷(xiao)來(lai)設(she)計(ji)，也(ye)可(ke)以(yi)用(yong)電(dian)纜(lan)和(he)通(tong)過(guo)關(guan)節(jie)中(zhong)心(xin)的(de)空(kong)氣(qi)軟(ruan)管(guan)來(lai)設(she)計(ji)。在(zai)裝(zhuang)配(pei)這(zhe)些(xie)結(jie)構(gou)元(yuan)件(jian)時(shi)測(ce)量(liang)關(guan)節(jie)角(jiao)度(du)的(de)設(she)備(bei)可(ke)以(yi)有(you)助(zhu)於(yu)製(zhi)造(zao)更(geng)緊(jin)湊(cou)的(de)關(guan)節(jie)。

POSITAL的新係列通孔KIT編(bian)碼(ma)器(qi)可(ke)以(yi)滿(man)足(zu)這(zhe)些(xie)要(yao)求(qiu)，並(bing)在(zai)配(pei)置(zhi)運(yun)動(dong)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)時(shi)給(gei)予(yu)設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)更(geng)大(da)的(de)靈(ling)活(huo)性(xing)。有(you)了(le)這(zhe)些(xie)設(she)備(bei)，伺(si)服(fu)電(dian)機(ji)或(huo)反(fan)饋(kui)控(kong)製(zhi)步(bu)進(jin)電(dian)機(ji)的(de)設(she)計(ji)者(zhe)可(ke)以(yi)在(zai)電(dian)機(ji)軸(zhou)的(de)兩(liang)端(duan)布(bu)置(zhi)位(wei)置(zhi)傳(chuan)感(gan)器(qi)。

圖1:典型的通孔編碼器安裝

多轉測量範圍-無齒輪或電池

POSITAL的新型通孔KIT編(bian)碼(ma)器(qi)可(ke)提(ti)供(gong)多(duo)圈(quan)測(ce)量(liang)範(fan)圍(wei)。這(zhe)意(yi)味(wei)著(zhe)這(zhe)些(xie)設(she)備(bei)可(ke)以(yi)跟(gen)蹤(zong)完(wan)整(zheng)的(de)軸(zhou)轉(zhuan)動(dong)圈(quan)數(shu)
，並(bing)報(bao)告(gao)轉(zhuan)子(zi)在(zai)每(mei)次(ci)旋(xuan)轉(zhuan)中(zhong)的(de)精(jing)確(que)角(jiao)度(du)位(wei)置(zhi)。當(dang)電(dian)機(ji)驅(qu)動(dong)螺(luo)旋(xuan)軸(zhou)、電纜卷筒或減速齒輪係統時
，多轉數測量對於監測機械部件的位置非常有用。

對(dui)於(yu)一(yi)個(ge)可(ke)靠(kao)的(de)多(duo)圈(quan)編(bian)碼(ma)器(qi)係(xi)統(tong)，旋(xuan)轉(zhuan)計(ji)數(shu)器(qi)必(bi)須(xu)能(neng)夠(gou)準(zhun)確(que)地(di)計(ji)數(shu)設(she)備(bei)所(suo)經(jing)曆(li)的(de)完(wan)整(zheng)轉(zhuan)數(shu)
，即(ji)使(shi)這(zhe)些(xie)轉(zhuan)數(shu)是(shi)在(zai)沒(mei)有(you)設(she)備(bei)電(dian)源(yuan)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)發(fa)生(sheng)的(de)。如(ru)果(guo)旋(xuan)轉(zhuan)計(ji)數(shu)器(qi)不(bu)能(neng)記(ji)錄(lu)每(mei)一(yi)次(ci)機(ji)械(xie)旋(xuan)轉(zhuan)，就(jiu)會(hui)丟(diu)失(shi)定(ding)位(wei)精(jing)度(du)。在(zai)這(zhe)種(zhong)情(qing)況(kuang)下(xia)

，通(tong)常(chang)需(xu)要(yao)通(tong)過(guo)將(jiang)整(zheng)個(ge)機(ji)器(qi)返(fan)回(hui)到(dao)已(yi)知(zhi)的(de)定(ding)位(wei)狀(zhuang)態(tai)並(bing)重(zhong)新(xin)啟(qi)動(dong)旋(xuan)轉(zhuan)計(ji)數(shu)來(lai)“複位”xitong。weilequebaozaisuoyoudegongzuotiaojianxiazhunquedeweizhijishu，yixiebianmaqizhizaoshangbaokuoyigebeiyongdianchi，dangshebeidianyuanbukeyongshibaochixuanzhuanjishuqidedianyuan。

用於多圈絕對編碼器的旋轉計數器是自供電的。隨著每一個軸的旋轉，Wiegand導線係統產生的電脈衝提供了激活旋轉計數器所需的能量。這確保旋轉計數總是準確的，無論是否有外部設備電源。不需要備用電池!消除對電池的需求可以減少停機時間
，降低維護成本，避免廢棄電池(可能含有危險物質)的處理。

多轉計數器有43位的內存，可測量近9萬億轉。

完整的多圈電容編碼器係統，包括定子組件和電子器件、轉子盤、Wiegand能量采集組件和一個外殼(有助於機械保護和電氣屏蔽)，包含在一個18毫米厚的包中。(更薄的包裝是可能的單圈模型
，不需要旋轉計數電路和附帶的Wiegand電源。)

電容式旋轉測量

這(zhe)種(zhong)新(xin)型(xing)通(tong)孔(kong)編(bian)碼(ma)器(qi)有(you)兩(liang)個(ge)主(zhu)要(yao)部(bu)件(jian)，都(dou)是(shi)開(kai)中(zhong)心(xin)圓(yuan)盤(pan)形(xing)狀(zhuang)。定(ding)子(zi)單(dan)元(yuan)包(bao)含(han)控(kong)製(zhi)和(he)信(xin)號(hao)處(chu)理(li)電(dian)子(zi)和(he)通(tong)信(xin)接(jie)口(kou)。轉(zhuan)子(zi)單(dan)元(yuan)被(bei)設(she)計(ji)成(cheng)緊(jin)接(jie)在(zai)定(ding)子(zi)附(fu)近(jin)的(de)機(ji)械(xie)的(de)旋(xuan)轉(zhuan)部(bu)分(fen)(如傳動軸)上。

圖2:通孔編碼器組件

這兩部分的表麵都有專門設計的導電表麵元件陣列。這些元件在互連電容器係統中起著極板的作用。

定子表麵電容片的簡化表示如圖3a所suo示shi。在zai這zhe個ge圖tu中zhong，定ding子zi的de電dian容rong麵mian被bei組zu織zhi成cheng三san個ge同tong心xin帶dai。導dao電dian材cai料liao的de外wai帶dai和he內nei帶dai繞rao圓yuan盤pan的de整zheng個ge圓yuan周zhou運yun行xing

，而er中zhong間jian的de帶dai被bei分fen成cheng一yi組zu單dan獨du的de梯ti形xing導dao電dian片pian。

轉子上的導電表麵有兩個導電材料區，由正弦波形狀的間隙隔開。(圖3 b)。

當轉子廓線疊加在定子上時(圖4)，我(wo)們(men)可(ke)以(yi)看(kan)到(dao)在(zai)某(mou)些(xie)地(di)方(fang)
，轉(zhuan)子(zi)的(de)外(wai)導(dao)電(dian)區(qu)與(yu)定(ding)子(zi)的(de)外(wai)圈(quan)和(he)中(zhong)間(jian)帶(dai)重(zhong)疊(die)。在(zai)其(qi)他(ta)地(di)方(fang)，轉(zhuan)子(zi)內(nei)部(bu)區(qu)域(yu)與(yu)中(zhong)間(jian)帶(dai)和(he)內(nei)部(bu)導(dao)電(dian)環(huan)上(shang)的(de)貼(tie)片(pian)重(zhong)疊(die)。當(dang)轉(zhuan)子(zi)上(shang)的(de)導(dao)電(dian)表(biao)麵(mian)與(yu)定(ding)子(zi)上(shang)的(de)兩(liang)個(ge)帶(dai)重(zhong)疊(die)時(shi)，在(zai)這(zhe)些(xie)區(qu)域(yu)之(zhi)間(jian)產(chan)生(sheng)電(dian)容(rong)耦(ou)合(he)。

當dang轉zhuan子zi轉zhuan動dong時shi，中zhong間jian帶dai的de單dan個ge梯ti形xing片pian與yu另ling外wai兩liang個ge帶dai的de電dian容rong耦ou合he模mo式shi將jiang發fa生sheng變bian化hua。定ding子zi中zhong勵li磁ci電dian路lu產chan生sheng的de中zhong頻pin電dian信xin號hao經jing過guo電dian容rong器qi係xi統tong時shi被bei調tiao製zhi，從cong而er改gai變bian輸shu出chu的de相xiang角jiao。特te殊shu的deASIC處理器捕捉和解碼這些信號的變化，以確定轉子的角度位置的高精度。

360°電容測量

重疊圖形在設備的圓周上以一定的間隔重複自身。無論轉子的位置如何，所有標記為“a”的定子段都將經曆相同程度的轉子區域重疊，以及與內環或外環的電容耦合。這同樣適用於標記為“b”
、“c”和“d”的段。編碼器的設計利用了這種重複的模式，將所有“a”段並聯，所有“b”段並聯
，以此類推，創建了四組交錯電容係統。每個組都分布在磁盤的整個圓周上。

將單個電容器元件分組有兩個重要的結果。首先，並聯小電容片增加係統的總電容。其次
，這種“整體”方法平均了設備周圍的電容。這抵消了電容器強度的局部變化
，例如，轉子和定子之間的微小偏差。

在實際應用中，定子和轉子上有兩組不同周向頻率的電容帶。通過結合數據從這些,信號處理係統可以明確地確定轉子的角位移滿360°。

通信接口

這些產品的通信接口基於非專有的SSI和BiSS C標準。與大多數專有的
、特定於供應商的接口不同
，這些開源標準對製造商來說是免費的。

摘要

電容式測量係統用於POSITAL通孔編碼器有以下幾個優點:

▪▪ 中空的中心配置為設計人員在布置機械時提供了額外的靈活性

▪▪ 精確度非常高，具有19位分辨率(524288分辨率)。

▪▪ 電容測量是在轉子/定子盤的整個圓周上進行的。這種“整體”方fang法fa意yi味wei著zhe該gai係xi統tong對dui定ding子zi和he轉zhuan子zi之zhi間jian的de微wei小xiao對dui準zhun誤wu差cha具ju有you相xiang對dui的de餘yu量liang。因yin此ci，這zhe些xie編bian碼ma器qi可ke以yi安an裝zhuang在zai伺si服fu電dian機ji外wai殼ke或huo其qi他ta機ji器qi在zai合he理li清qing潔jie的de工gong廠chang條tiao件jian下xia。(相比之下，光學編碼器需要非常精確的內部校準，通常是在類似實驗室的條件下組裝的。)

▪▪ 電容式測量係統在裝配和運行過程中對灰塵和濕氣具有較強的耐受性。

▪▪ 電容式測量係統不受磁場的影響，包括馬達刹車產生的強磁場。然而，它們對強電場很敏感，因此通常建議使用屏蔽材料。

初步技術規格

對於POSITAL首批發布的通孔編碼器，將提供兩種尺寸:

▪▪ 中心開口直徑30毫米
，外徑80毫米，厚度18毫米

▪▪ 中心開口直徑50毫米，外徑100毫米，厚度18毫米

(空心軸設計的基本結構可以很容易地適應不同的直徑
，並根據行業需求提供更多的尺寸。)

精度：

▪▪ +/- 0.02° 對於30mm版本

▪▪ +/- 0.02° 對於50mm版本

工作溫度範圍:

▪▪ -40 °C 至 85 °C

工作情況相對濕度:

▪▪ 最高98%(非凝結)

轉速範圍：

▪▪ 0 – 6000 RPM

多圈測量範圍：

▪▪ 高達43位（約9萬億圈）