常立斌（西安微电机研究所）

    【摘要】近年来，角度传感器作为自动控制系统的重要元件得到了迅速发展。本文阐述模拟式角度传感器、数字式角度传感器及混合式角度传感器的发展概况，并指出角度传感器的发展趋势。

【叙  词】角度传感器模拟数字混合发展动向

    随着自动控制系统技术水平的提高，角度传感器作为自动控制系统的重要元件得到了迅速的发展。实际上，系统的发展过程也就是角度传感器的发展过程，角度传感器采用永磁或光学等原理，其处理信号方式有模拟式和数字式，混合式传感器则介于两者之间。模拟式角度传感器

    模拟式角度传感器理论上有无穷大的分辨力，能提供理想的速度信号，特别在超低速时具有高抗干扰能力，高稳定性。

    近年来，自整角机在工业机器人、计算机辅助制造(cam)、工厂自动化(fa)、数控机床等工业领域得到越来越多的应用。自整角机是模拟型机电元件，为适应测量系统、伺服系统数字化和普遍采用微处理器的要求，采用了接口技术，以实现自整角类信号模拟量与数字量之间的相互转换。s/d（自整角机／数字）转换或其逆转换的小型固态混合式集成电路模块的开发应用，使固态自整角发送机、固态控制式变压器、固态控制武差动发送机等成为一部分机电型自整角机产品的更新换代产品，在数字化系统中发挥其固有优势，从而增强了与其它数字式位置传感元件进行竞争的能力。

    旋转变压器分为正余弦旋转变压器、线性旋转变压器、比例式旋转变压器三种基本类型。多极双通道旋转变压器是发展起来的一类新型高精度角度检测和解算元件，它用电气变速代替机械变速。提高了系统的精度，简化了系统的结构。旋转变压器发展迅速，其精确度以千倍百倍数量级的速度提高，并且，演变和发展出许多系列，其中有多极旋变、感应同步器、移相器、多极移相器以及大大小小的特殊品种。

    国外旋变是以提高精度、带温度补偿绕组、采用盘式、环形结构和无接触式为发展方向。国外的多极旋变已经有了突破性进展，出现了“游标式旋变”，即无接触式多极旋变。为适应高精度轴角或直线位移检测数字显示和控制系统信号反馈的需要，已有双通道和三通道旋变一数字转换器(r/d)，它可直接与nc系统总线接口。现在，自动控制系统中不断应用旋变机组，机组是将几种控制电机安装在一个机壳中，共用一轴，体积小，可靠性高。

    欧美国家使用的多极旋变多于日本，现在基本上是无刷型的。1988年日本旋变市场销售10万台，产值15～25亿日元；而现在日本的交流伺服电机中，百分之二十的同步型、百分之九十的非同步型安装了旋转变压器。

    国外感应同步器的发展主要针对提高产品精度、缩小尺寸、改善安装，采用长短距绕组感应同步器、双排绕组感应同步器、多层绕组感应同步器、双通道组装式感应同步器及盘式结构感应同步器等，并已有感应同步器／数字转换器(i/d)，它可直接与nc系统总线接口。

    它是正余弦旋变的一种特殊应用。随着伺服系统的高精度和高可靠性的发展，数字式相位控制系统的应用愈来愈广泛。近年开发研制的磁阻式多极移相器是一种基于磁阻变化原理而设计的新型元件，它可以在较小机座号上实现多极，其精度高于相同尺寸的传统多极电机。它可应用于高速数控机床，高空定位跟踪系统以及“全天候”的测角系统等。按照一般工作原理来分，磁阻式多极移相器主要用于相位控制位置数字读出系统和相位移控制数字伺服系统。模拟传感器的特性及远景如表1所示。

    随着电子技术的飞跃发展，工业用机器人、数控机床等位暨控制、进给控制、打印机，办公自动化设备，编码器的使用日益增多。编码器根据角度与位置产生脉冲信号，由于处理脉冲信号的电子回路高功能化、半导体存储器的大容量化、运算处理的高速化，使安装到自动控制系统中的编码器具有更****的功能。市场需求则向高分辨率、高速响应、高功能化低成本化的方向发展。对于低成本化，则以具体应用为前提，重视经济性要求。