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测量旋转角度传感器

发布时间:2024-02-18 来源:未知

旋转变压器是编码器的一种，是测量旋转角度的传感器。在检测旋转角度的设备中，利用电磁感应读取磁场变化并检测旋转角度的设备称为旋转变压器。旋转变压器读取的旋转信息作为电信号输出，该电信号可以反馈到旋转变压器所连接的旋转设备。

旋转变压器的使用

旋转变压器主要用于工业设备。您不会在白色家电或商业场所看到它们。测量旋转角度的主要对象是伺服电机。

为了使伺服电机准确运行，需要检测电机的转速并提供反馈。使用此类伺服电机进行高精度定位时，需要组合使用旋转变压器。

近年来，它可能会用于电动汽车。它可应用于电动汽车的驱动控制和电动助力转向，实现先进的电机控制。旋转变压器能够实现节能和精确控制，因此在汽车中越来越受欢迎。

旋转变压器原理

旋转变压器的基本原理与变压器几乎相同。它由两个铁芯组成，铁芯上缠绕着线圈。

旋转改变了初级和次级磁芯的相对位置，导致初级和次级侧之间未对准。旋转变压器的原理是通过测量交流电流值来检测旋转角度。例如，如果旋转角度为0度，则磁芯的相对位置不会改变，因此输入和输出电压不会有偏差。在 180 度时，输入和输出电压的相位相反。

在旋转变压器中，与物体一起旋转的部分称为转子，包含线圈的部分称为定子。如果转子与定子同心，则转子每转一圈可获得相同量的输出。另一方面，如果将其设为椭圆形，则可以获得双倍的输出，如果将其设为三角形，则可以获得三倍的输出。

因此，输出信号的放大倍数可以通过转子形状来控制。旋转变压器的结构简单，由铁芯和线圈组成，因此具有即使在恶劣环境下也能承受使用的优点。

有关解析器的其他信息

1. 如何使用解析器

旋转变压器输出的信号通过RDC转换为旋转角度和旋转角速度。 RDC代表Resolver Digital Converter，它将信号转换为数字信号，以便CPU可以处理它们。

当数字化旋转角度信号时，RDC 还可以补偿旋转变压器的制造差异。伺服电机和汽车驱动电机的计算处理一般采用PID控制。通过将目标转速与旋转变压器检测到的旋转角度和旋转角速度进行比较来确定给予电机的能量大小。

为了提高定位和控制的精度，需要最小化旋转角度检测和能量确定定时之间的时间差，但这取决于CPU工作频率的上限。

2. 解析器的未来

旋转变压器的基本配置简单，但价格昂贵。除了元件成本之外，持续制造高精度旋转变压器的成本也很高。尽管旋转变压器具有多个定子绕组，但均匀缠绕所有铜线非常重要。如果绕组发生变化，将会影响输出信号并导致位置检测精度下降。

近年来，磁传感器越来越多地被采用作为旋转变压器的替代品。磁传感器有多种类型，但大多数是利用磁阻效应的 MR 传感器。磁阻效应是电阻根据外部磁场的强度和方向而变化的现象。根据用途从以下选择磁传感器。

AMR（各向异性磁阻效应）元件

GMR（巨磁阻效应）元件

TMR（隧道磁阻效应）元件

磁传感器的优点是可以与旋转轴承集成，并且不需要RDC等信号处理电路。预计它会更小、更轻、成本更低。

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