无轴承旋转编码器

无轴承编码器是一种基于传感器的设备，用于测量旋转物体的准确位置和旋转角度。与使用机械轴承支持旋转运动的传统编码器不同，无轴承编码器使用磁传感器来检测运动。

无轴承编码器的功能基于磁场原理。转子产生的磁场位于编码器内部。位于转子外部的磁传感器可检测到这些磁场。转子转动时，磁场会发生变化，传感器可以测量这些变化。

捕捉到的信号随后被传送到处理器，处理器对数据进行分析，并计算出转子的精确位置和旋转角度。这些信息可用于各种应用，例如机器人、汽车工业、航空航天和其他许多需要精确旋转位置的领域。

与带机械轴承的传统编码器相比，无轴承编码器具有多项优势。它们没有活动部件，因此使用寿命更长，维护成本更低。它们对振动和冲击也不敏感，因此特别坚固可靠。此外，它们还能实现高分辨率和高精度的旋转运动检测。

与带轴承的传统编码器相比，无轴承编码器具有多项优势：

1. 无机械易损件：无轴承编码器没有会磨损的轴承等运动部件。因此使用寿命更长，维护成本更低。

2. 精度更高：由于无轴承编码器没有轴承，因此不会出现影响精度的轴承偏差或游隙。因此，无轴承编码器可以提供更精确的测量。

3. 速度更高：无轴承编码器通常设计用于更高的速度，因为它们没有轴承的摩擦，不会限制最高速度。

4. 结构紧凑：与带轴承的编码器相比，无轴承编码器通常更小、更紧凑，因为它们不需要轴承座。这使得编码器更容易集成到现有系统中并节省空间。

5. 重量更轻：由于没有轴承，无轴承编码器比传统编码器更轻。这对于航空或汽车等对重量要求较高的应用领域尤为重要。

6. 摩擦更小：由于没有轴承，无轴承编码器的摩擦更小。这使得旋转更加平稳，减少了能量损失。

总体而言，与传统的带轴承编码器相比，无轴承编码器的性能、精度和可靠性都有所提高。在高速、对精度和可靠性要求较高的应用中，它们尤其具有优势。

无轴承编码器在工业中的应用多种多样。下面是一些例子：

1. 定位：无轴承编码器通常用于机器或工件的精确定位。它们测量轴的旋转，并提供有关当前角度或位置的精确信息。这在机器人、数控机床或自动化技术等领域尤为重要。

2. 速度控制：无轴承编码器还可用于监控旋转部件的速度。它们可以测量转速并提供实时信息。这对于确保机器以理想的速度运行以及检测过热或磨损等潜在问题非常重要。

3. 控制系统的反馈：无轴承编码器通常用作控制系统中的反馈装置。它们提供有关电机或其他运动部件的旋转或位置信息。控制系统利用这些信息来控制机器的运动或运行。这在驱动技术或过程自动化等领域尤为重要。

4. 安全性：无轴承编码器还有助于提高机器的安全性。例如，编码器可用于监控运动部件的旋转或位置，并检查它们是否在一定范围内运动。如果检测到偏差，系统可触发警报或停止机器，以避免潜在危险。

总之，无轴承编码器在工业中具有许多优势，例如精度高、坚固耐用和无需机械轴承。因此，它们被广泛应用于各种领域。

无轴承编码器使用各种技术来测量旋转物体的位置或角度。以下是无轴承编码器中最常用的一些技术：

光学编码器：光学编码器使用光束和光学传感器来测量位置或角度。它们由光束扫描的编码盘图案组成。编码盘图案的变化被转换成电信号，从而确定位置。

2. 磁编码器：磁编码器使用磁传感器和磁模式来测量位置或角度。它们通常使用一个位于磁传感器附近的磁转子。磁性图案的变化被转换成电信号，从而确定位置。

3. 感应式编码器：感应式编码器使用感应式传感器和导电图案来测量位置或角度。它由一个靠近电感传感器的导电转子组成。导电性的变化被转换成电信号，从而确定位置。

4. 电容式编码器：电容式编码器使用电容式传感器和电容式图案来测量位置或角度。它们由位于电容传感器附近的电容转子组成。电容的变化被转换成电信号，从而确定位置。

根据不同的应用和要求，可以采用不同的技术。每种技术在精度、分辨率、速度和成本方面都有各自的优缺点。

无轴承编码器的测量精度取决于多种因素，包括传感器的质量、编码器的分辨率和测量信号的稳定性。

大多数无轴承编码器的分辨率为 12-16 位，即每转可记录 4096 至 65536 步。因此，在测量旋转位置时可以达到很高的精度。

不过，精度也会受到其他因素的影响，如温度稳定性、电源电压、磁场影响和其他电气干扰。

通常，制造商会使用 "线性误差 "和 "分辨率 "等关键数字来说明其产品的精度。线性误差表示测量位置与实际位置的精确程度，而分辨率则表示测量位置的精细程度。

无轴承编码器的测量精度因型号和制造商而异，但通常在几角秒到几角分之间。要获得有关测量精度的精确信息，必须查看所需编码器的具体技术数据。

无轴承编码器的装配和安装通常分为几个步骤：

1. 准备：安装前必须提供所有组件和工具。这包括无轴承编码器本身、紧固元件（如螺钉）、装配工具，必要时还包括装配说明书。

2. 定位： 将编码器定位在所需位置。确保编码器尽可能靠近要测量的物体，并与运动轴保持最佳一致。

3. 安装：使用随附的紧固元件将旋转编码器固定在所选位置。请确保旋转编码器固定牢靠，以保证测量结果准确无误。

4. 布线：安装后，必须将编码器电缆连接到相应的接口。确保正确布线，以保证无差错数据传输。

5. 测试和校准：安装完成后，应对编码器进行测试和校准。可使用专用测量设备或软件来检查编码器的精度和功能，并在必要时进行调整。

6. 最后确定：成功安装和校准编码器后，即可投入运行。建议定期进行维护和检查，以确保编码器继续正常运行。

无轴承编码器在各种应用领域都具有优势，尤其是在由于空间限制、环境条件或特殊要求而无法最佳使用传统编码器的情况下。下面是一些例子：

1. 机器人：无轴承编码器在机器人领域非常流行，因为它们结构紧凑、重量轻，但却能进行精确测量。它们可用于机器人的关节、手腕或其他移动部件。

2. 医疗技术：无轴承编码器因其体积小、精度高和可在无菌环境中使用而在医疗技术领域需求量很大。无轴承编码器可用于成像程序、假肢或医用机器人等医疗设备中。

3. 航空航天：在航空航天工业中，编码器通常需要承受极端的温度、振动和冲击载荷。无轴承编码器能够应对这些恶劣条件，为控制系统、飞机发动机或卫星提供可靠的数据。

4. 汽车工业：无轴承编码器用于汽车工业，提供有关车辆位置、速度和方向的精确信息。它们用于转向系统、传动系统、制动器或混合动力车和电动车的电子设备中。

5. 工业自动化：无轴承编码器用于工业自动化，记录机器和系统的位置和运动。它们可以精确控制和监测生产线、包装机或数控机床的生产过程。

无轴承编码器的优势还体现在许多其他应用领域，例如可再生能源、测量技术或制造技术领域。不过，这些例子说明，无轴承编码器在空间受限、极端环境条件或高精度要求的情况下特别有用。

有几家制造商提供无轴承编码器。下面是一些例子：

1st Heidenhain：海德汉提供 ECI 系列无轴承编码器。这些编码器适用于各种工业领域，包括机床、包装机械和机器人。

2. SICK：SICK 提供 DFS60 系列无轴承编码器。这些编码器适用于对精度和可靠性要求较高的应用领域，如自动化技术和机器人技术领域。

3 堡盟：堡盟提供 HS35R 系列无轴承编码器。这些编码器适用于高速应用，有不同的版本，包括绝对式和增量式。

4 倍加福：倍加福提供 RVI58N 系列无轴承编码器。这些编码器适用于潜在爆炸性环境，符合 ATEX 指令的要求。

提供无轴承编码器的制造商还有很多，如西门子、欧姆龙、Lenord + Bauer 和 Sick Stegmann。它们的具体产品系列可能各不相同，但一般都能为不同的应用和要求提供各种编码器。