磁感柔性編碼器

信息采集技術(shù)磁感柔性編碼器（格雷母線）電子信息工程系信息采集技術(shù)磁感柔性編碼器采用電磁感應(yīng)原理來檢測(cè)移動(dòng)設(shè)備的位移量，主要由四部分構(gòu)成，刻度標(biāo)尺、指針天線、編碼器和解碼器構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)的功能是位置檢測(cè)，即位移傳感器，由此產(chǎn)品可以構(gòu)成許多工程應(yīng)用，如：卸料車定位系統(tǒng)、可逆皮帶輸送機(jī)定位系統(tǒng)、行車定位系統(tǒng)、斗輪堆取料機(jī)定位系統(tǒng)、焦?fàn)t機(jī)車定位聯(lián)鎖系統(tǒng)、料倉布料遠(yuǎn)程智能控制系統(tǒng)、多移動(dòng)設(shè)備同步控制系統(tǒng)、環(huán)形機(jī)械多冗余定位系統(tǒng)、碼頭卸貨纜車控制系統(tǒng)等。電子信息工程系一、磁感柔性編碼器概述信息采集技術(shù)電子信息工程系天車定位系統(tǒng)信息采集技術(shù)電子信息工程系天車定位系統(tǒng)信息采集技術(shù)電子信息工程系焦?fàn)t機(jī)車定位聯(lián)鎖系統(tǒng)信息采集技術(shù)電子信息工程系澆鑄定位聯(lián)鎖系統(tǒng)信息采集技術(shù)電子信息工程系斗輪堆取料機(jī)定位系統(tǒng)信息采集技術(shù)電子信息工程系料倉布料遠(yuǎn)程智能控制系統(tǒng)信息采集技術(shù)磁感柔性編碼器采用電磁感應(yīng)原理來檢測(cè)移動(dòng)設(shè)備的位移量，主要由四部分構(gòu)成，刻度標(biāo)尺、指針天線、編碼器和解碼器，其中刻度標(biāo)尺是由扁平狀的柔性橡膠外殼材料和內(nèi)部按照格雷碼規(guī)律編制的芯線構(gòu)成，類似一把有刻度的標(biāo)尺，一般安裝在軌道邊的磨電道第四軌下，或者沿軌道鋪設(shè)在地面上，亦或者安裝在軌道旁的柵欄上均可，需要檢測(cè)多長(zhǎng)的位移量就鋪設(shè)多長(zhǎng)的刻度標(biāo)尺；指針天線安裝在機(jī)車（移動(dòng)設(shè)備）上。電子信息工程系信息采集技術(shù)用于識(shí)別本機(jī)車所在距離刻度（位置）。指針天線相對(duì)刻度標(biāo)尺平行非接觸移動(dòng)，指針天線指向的刻度即是當(dāng)前位置值，可以在車上或地上得到位移量，無需初始參考點(diǎn)，定位精度10毫米，可以斷續(xù)或連續(xù)檢測(cè)，尤其適用于軌道不平整的大車或環(huán)形運(yùn)動(dòng)機(jī)械位移檢測(cè)。一條刻度標(biāo)尺可以供多臺(tái)移動(dòng)設(shè)備使用，而且長(zhǎng)度可依工程需要而定，多根刻度標(biāo)尺可拼接。防水、防油、防塵、耐酸堿，理論上無壽命極限，可以用在冶金、水利、港口碼頭堆場(chǎng)、有色金屬、石化等條件比較惡劣的環(huán)境。電子信息工程系信息采集技術(shù)二、特點(diǎn)無磨損的非接觸式位置檢測(cè)，使用壽命長(zhǎng)?？梢詳嗬m(xù)或連續(xù)檢測(cè)，測(cè)距長(zhǎng)達(dá)2公里，位移檢測(cè)長(zhǎng)度可以根據(jù)需要定制。耐污染能力超強(qiáng)，可用在水下、防油塵蒸汽、耐酸堿。安裝簡(jiǎn)單更換方便（無需改變現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境），免維護(hù)。高穩(wěn)定性、高可靠性、多種信號(hào)輸出方式選擇。電子信息工程系信息采集技術(shù)二、特點(diǎn)具有反向極性保護(hù)功能、防雷擊、防射頻干擾、防靜電。無需參考點(diǎn)的位移量絕對(duì)型輸出，不怕掉電。位置的取樣時(shí)間和測(cè)量長(zhǎng)度沒有關(guān)系?？梢杂迷诃h(huán)形運(yùn)動(dòng)機(jī)械位置檢測(cè)。電子信息工程系信息采集技術(shù)三、應(yīng)用主要用于散狀物料處理、礦山系統(tǒng)、堆場(chǎng)系統(tǒng)、礦石處理、裝載系統(tǒng)，輸送系統(tǒng)以及港口設(shè)備系統(tǒng)中有軌機(jī)車精確定位和自動(dòng)控制，如：港口料場(chǎng)堆取料設(shè)備定位裝卸和集中監(jiān)控；廠區(qū)料場(chǎng)、燒結(jié)廠、耐火廠卸料機(jī)車的精確定位裝卸和集中監(jiān)控；焦化廠配料盤、翻車機(jī)、葉輪給煤機(jī)的定位聯(lián)鎖，鋼廠板坯庫鋼卷庫天車定位；其它有軌移動(dòng)設(shè)備的精確定位和集中監(jiān)控。電子信息工程系信息采集技術(shù)電子信息工程系信息采集技術(shù)電子信息工程系信息采集技術(shù)電子信息工程系四、磁感柔性編碼器技術(shù)原理磁感柔性編碼器采用電磁感應(yīng)原理來檢測(cè)移動(dòng)設(shè)備的位移量，當(dāng)指針天線線圈中通入交變電流時(shí)，在指針天線附近會(huì)產(chǎn)生交變磁場(chǎng)。刻度標(biāo)尺近似處在一個(gè)交變的、均勻分布的磁場(chǎng)中,每對(duì)刻度標(biāo)尺芯線會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。編碼器信號(hào)通過電磁耦合方式傳送到刻度標(biāo)尺的感應(yīng)環(huán)線上。解碼器對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行相位比較。交叉線的信號(hào)相位與平行線的信號(hào)相位相同，地址為“0”；信息采集技術(shù)電子信息工程系交叉線的信號(hào)相位與平行線的信號(hào)相位相反，地址為“1”，這樣感應(yīng)的地址信息是格雷碼排列,永不重復(fù)，由此確定指針天線在刻度標(biāo)尺長(zhǎng)度方向上的位置。格雷碼（又叫循環(huán)二進(jìn)制碼或反射二進(jìn)制碼）介紹：在數(shù)字系統(tǒng)中只能識(shí)別0和1，各種數(shù)據(jù)要轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制代碼才能進(jìn)行處理，格雷碼是一種無權(quán)碼，采用絕對(duì)編碼方式，典型格雷碼是一種具有反射特性和循環(huán)特性的單步自補(bǔ)碼，它的循環(huán)、單步特性消除了隨機(jī)取數(shù)時(shí)出現(xiàn)重大誤差的可能，它的反射、自補(bǔ)特性使得求反非常方便。信息采集技術(shù)電子信息工程系格雷碼屬于可靠性編碼，是一種錯(cuò)誤最小化的編碼方式，因?yàn)椋匀欢M(jìn)制碼可以直接由數(shù)/模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，但某些情況，例如從十進(jìn)制的3轉(zhuǎn)換成4時(shí)二進(jìn)制碼的每一位都要變，使數(shù)字電路產(chǎn)生很大的尖峰電流脈沖。而格雷碼則沒有這一缺點(diǎn)，它是一種數(shù)字排序系統(tǒng)，其中的所有相鄰整數(shù)在它們的數(shù)字表示中只有一個(gè)數(shù)字不同。信息采集技術(shù)電子信息工程系地址檢測(cè)中應(yīng)用的一種關(guān)鍵部件就是扁平外形的格雷母線。在實(shí)際應(yīng)用中利用固定在移動(dòng)機(jī)車上的天線箱沿著扁平格雷母線方向移動(dòng)，從格雷母線始端通過比較格雷母線內(nèi)部各對(duì)地址芯線與基準(zhǔn)芯線的相位，可以得到天線箱所在位置的一組二進(jìn)制碼，通過對(duì)格雷母線芯線的編制可以達(dá)到該二進(jìn)制碼按格雷順序永不重復(fù)排列下去，從而形成所謂的格雷地址碼，再經(jīng)過單片機(jī)及程序計(jì)算處理，就可以得到天線箱的絕對(duì)地址。信息采集技術(shù)電子信息工程系信息采集技術(shù)電子信息工程系它在任意兩個(gè)相鄰的數(shù)之間轉(zhuǎn)換時(shí)，只有一個(gè)數(shù)位發(fā)生變化。它大大地減少了由一個(gè)狀態(tài)到下一個(gè)狀態(tài)時(shí)邏輯的混淆。另外由于最大數(shù)與最小數(shù)之間也僅一個(gè)數(shù)不同，故通常又叫格雷反射碼或循環(huán)碼。信息采集技術(shù)電子信息工程系十進(jìn)制數(shù)自然二進(jìn)制數(shù)格雷碼000000000100010001200100011300110010401000110501010111601100101701110100810001100910011101101010111111101111101211001010131101101114111010011511111000自然二進(jìn)制碼與格雷碼的對(duì)照表：信息采集技術(shù)電子信息工程系磁感柔性編碼器位置檢測(cè)有兩種工作方式第一種：地上檢測(cè)方式，地址編碼器和指針天線安裝在移動(dòng)站，通過指針天線發(fā)射地址信號(hào)，地址解碼器安裝在固定站(地面)上，在固定站完成地址檢測(cè)。第二種：車上檢測(cè)方式，地址編碼器安裝在固定站(地面)，通過刻度標(biāo)尺芯線發(fā)射地址信號(hào)，指針天線、地址解碼器安裝在移動(dòng)站上，在移動(dòng)站（車上）直接檢測(cè)到地址。信息采集技術(shù)電子信息工程系地上檢測(cè)方式與車上檢測(cè)方式的區(qū)別這里的區(qū)別在于所選參照物不一樣，是一個(gè)相對(duì)的概念，我們?cè)诙x的時(shí)候是針對(duì)指針天線安裝在車上，地址解碼器安裝在地上，在地上得到機(jī)車位置值即為地上檢測(cè)方式；如果地址解碼器安裝在車上，在車上得到機(jī)車位置值即為車上檢測(cè)方式。刻度標(biāo)尺可以裝在地上亦可以裝在車上，當(dāng)指針天線和地址解碼器連在一起的話即是車上檢測(cè)方式，當(dāng)指針天線和地址編碼器連在一起的話即是地上檢測(cè)方式。信息采集技術(shù)電子信息工程系地上檢測(cè)方式的特點(diǎn)：1)車上指針天線為地址信號(hào)“發(fā)射天線”，地上刻度標(biāo)尺芯線為地址信號(hào)“接收天線”。2)地址解碼器在地上，在地上檢測(cè)機(jī)車的位置值。3)地址編碼器和地址解碼器是一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，一根刻度標(biāo)尺最多可以供4臺(tái)車使用，分別采用31KHZ、39KHZ、46KHZ、62KHZ四種頻率。信息采集技術(shù)電子信息工程系車上檢測(cè)方式：信息采集技術(shù)電子信息工程系車上檢測(cè)方式的特點(diǎn)：1)車上指針天線為地址信號(hào)“接收天線”，地上刻度標(biāo)尺芯線為地址信號(hào)“發(fā)射天線”。2)地址解碼器在車上，在車上檢測(cè)機(jī)車的位置值。3)一臺(tái)地址編碼器可以對(duì)應(yīng)N臺(tái)解碼器，每臺(tái)地址解碼器的頻率可以一樣，檢測(cè)速度快。信息采集技術(shù)電子信息工程系車上檢測(cè)方式的特點(diǎn)：1)車上指針天線為地址信號(hào)“接收天線”，地上刻度標(biāo)尺芯線為地址信號(hào)“發(fā)射天線”。2)地址解碼器在車上，在車上檢測(cè)機(jī)車的位置值。3)一臺(tái)地址編碼器可以對(duì)應(yīng)N臺(tái)解碼器，每臺(tái)地址解碼器的頻率可以一樣，檢測(cè)速度快。信息采集技術(shù)電子信息工程系信息采集技術(shù)電子信息工程系與傳統(tǒng)控制方式相比，可取消的設(shè)備統(tǒng)計(jì)如下表：

兩種方案外部檢測(cè)元件比較（兩臺(tái)起重機(jī)）序號(hào)常規(guī)檢測(cè)方案格雷母線方案取消的信號(hào)取消的電纜1安全門限位4個(gè)安全門限位4個(gè)

2小車前后極限4個(gè)小車前后極限4個(gè)

3大車左/右極限2個(gè)大車左/右極限2個(gè)

4起升上下極限4個(gè)起升上下極限4個(gè)

5起升常用上限2個(gè)起升常用上限2個(gè)

6起升常用下限2個(gè)起升常用下限2個(gè)

7抓斗下限2個(gè)抓斗下限2個(gè)

8抓斗打開到位2個(gè)抓斗打開到位2個(gè)

9起升制動(dòng)確認(rèn)2個(gè)起升制動(dòng)確認(rèn)2個(gè)

10起升編碼器2個(gè)起升編碼器2個(gè)

11控制室左右保護(hù)開關(guān)4個(gè)格雷母線DI輸入點(diǎn)4個(gè)固定信號(hào)電纜8芯12大車1號(hào)爐中心開關(guān)1個(gè)格雷母線DI輸入點(diǎn)2個(gè)固定信號(hào)電纜2芯13大車2號(hào)爐中心開關(guān)1個(gè)格雷母線DI輸入點(diǎn)2個(gè)固定信號(hào)電纜2芯14大車3號(hào)爐中心開關(guān)1個(gè)格雷母線DI輸入點(diǎn)2個(gè)固定信號(hào)電纜2芯15大車4號(hào)爐中心開關(guān)1個(gè)格雷母線DI輸入點(diǎn)2個(gè)固定信號(hào)電纜2芯16檢修平臺(tái)