无电池的高分辨率旋变开发成功
一、前言
当要检测伺服系统的输出轴的旋转位置时，往往希望在设置阶段决定了原点后，无论接通电源或者关闭电源原点都能保持不变，也就是希望检测出****位置。这种场合如果采用以往的****值编码传感器，那么在电源关闭时为了保持多转（360度以上）的位置数据，必须要采用电池或者电解电容器。但电池和电容都是寿命部件，需要维修、更换等。电池的废弃还会对环境产生污染。针对这-问题日本三洋电器公司发明了一种不用电池的高分辨率旋变。它是采用在齿轮组件中装入旋变，免除了对电池、电解电容的依赖，这种多转****值传感器型号为ra062。
二、ra062的特点
2.1无电池保持多转圈数
ra062是采用机械齿轮的相互关系保持多转圈数的，无需电池或者电解电容器等寿命元件，因此减少了最终用户的维修保养负担，同时减少了铿电池、电解电容等对地球环境的破坏，多转的检测原理在下面第三节介绍。
2.2分割数17bit，****位置精度达到i0分
ra062采用了****开发的asic芯片，****分割数可阻设定到17bit。另外还利用修正表对内部存储器进行修正，****位置精度可达到10分，处理电路的结构在下面第四节介绍。
2.3环境遥应性优越
ra062是旋变传感器，它的检测部位只有扣铆矽钢片和线圈组成，所以牢固、可靠。最近对传感器耐恶劣环境的要求越来越高，例如像油污飞溅的场合、强烈振动的环境都要用到传感器，这种条件下光学传感器就不适应了，而有了旋变就没有问题。
2.4接线少
高速串口通信方式，ra062没有电池接线，比以前用电池的传感器接线减少了。通信方式有曼彻斯特码同步传送（****2ivlops）和起停同步传送方式（****4mbps），前者用4对线，后者只要2对线就可以通信了。
三、多转圈数的检测原理
ra062的外观如图1所示。传感器的外径φ62mm，高度37. 6mm。传感器内部用一个一转计数的4对极旋变(rso)和三个多转计数的一对极旋变(rsi)，各个旋变同心安装着齿数不同的齿轮。图2所示的是主轴旋转圈数和旋变的角度关系。
只要适当选择齿轮的齿数，就能像图2那样，得出主轴旋转的圈数和各个旋变角度位置的组合。也就是说分别读入4个旋变的各自角度位置，再通过内部电路的演算，就能得出现在多转的圈数。当ra062加电时就能直接算出多转的圈数，即使关掉传感器的电源外力驱动旋转时，只要一加电就能得出正确的旋转圈数。
四、处理电路的结构
ra062的处理电路框图如图3所示。
由负责旋变的激磁和检测处理的模拟阿斯克码电路，进行位置运算的数字阿斯克码电路写入修正误差表的瞬间存储器，写入各种参数的eeprom，控制串联通信的收发信门电路和计算多转圈数、检测异常的cpl等构成。
ra062的瞬间存储器内存有误差修正表，可以达到高精度化（****精度误差在10分以下）。ra062有4个旋变，依次交替使用，通常动作时只让一转位置检测用旋变动作，检测旋转位置。当要算出多转圈数时，只要一加入电源，各个旋变依次动作，读入各个旋变的角度数据，以后利用一转位置数据的进位，可以计数读出电气圈数。
ra062具有故障自检功能，能够检测旋变的内部断线以及传感器内部温度异常等。通信方式如前面所介绍的有曼彻斯特码同步传送和起停同步传送方式。ra062的处理电路和检测部是采用一体化结构；从原理上看不仅仅是处理电路，还可以将伺服放大器和中继部分也做进去。
五、结束语
由于ra062去掉了电池、电容等易损部件，对于减轻最终用户的维修保养劳动力，做出了贡献。另外有利于环境保护，是绿色产品。它采用了旋变，所以可靠性高、环境适应性好。山洋电气公司以ra062为代表，派生出了许多新产品，得到了用户的青睐。
译自：日本“电机”杂志2003年7月
翻译：孙以木
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