單片機與8位可編程高速磁旋轉(zhuǎn)編碼器as5030實現(xiàn)對旋轉(zhuǎn)角測量與顯示畢業(yè)論文

1、常州工學院畢業(yè)設計開題報告引言在工業(yè)自動化、航空、航海、軍事、建筑、交通等領域要進行角度測量，測量角度的主要方法有：機械測量方法、電磁測量方法、光學測量方法、光電測量方法等［1］。機械測量方法簡單、成本低，但其設備體積龐大、測量精度不夠高、實時性差，屬于接觸測量。幾何光學測量方法精度高，但實現(xiàn)起來復雜，需要設計高精密的光路，而且，往往需人工干預才能測量。而采用霍爾效應原理，利用集成電路制造技術的磁感應角度傳感器AS5040 具有精度高、

2、體積小、重量輕、功耗低、抗干擾能力強以及可維護性好等優(yōu)點，具有廣泛的應用領域。課題的現(xiàn)狀：盡管在目前市場上的編碼器中， 光電編碼器占有很大的份額， 但由于磁旋轉(zhuǎn)編碼器的一些獨特優(yōu)點， 加上其成本低廉， 近年來在高精度測量和控制領域的應用不斷增加。特別是對機器人、數(shù)控機床、測量儀、直接驅(qū)動電機和高密度侍服盤讀寫機來說， 已經(jīng)是必不可少的組件， 因此磁旋轉(zhuǎn)編碼器已經(jīng)成為發(fā)展高技術產(chǎn)品的關鍵技術之一。有關專家指出[，隨著小型化、高分辨率、高可

3、靠性產(chǎn)品的不斷推出，磁性編碼器的應用領域?qū)⒏訌V闊。角度傳感器又稱軸角編碼器在自動化控制、交通運輸、航空航天、國防軍事工業(yè)等領域有著極其廣泛的應用， 常用軸角編碼器的結構原理有機械式測量、 光電測量、電磁測量等。機械測量方法簡單，但設備體積龐大、測量精度低、實時性差， 屬于接觸測量。 光電 采用AS5040的新型磁旋轉(zhuǎn)編碼器是一種利用霍爾效應的編碼器，屬于非接觸測量。1.1 編碼器的特點及用途編碼器是通過把機械角度物理量的變化轉(zhuǎn)變成電信

4、號的一種裝置；在傳感器的分類中，他歸屬于角位移傳感器。根據(jù)編碼器的這一特性，編碼器主要用于測量轉(zhuǎn)動物體的角位移量，角速度，角加速度，通過編碼器把這些物理量轉(zhuǎn)變成電信號輸出給控制系統(tǒng)或儀表，控制系統(tǒng)或儀表根據(jù)這些量來控制驅(qū)動裝置。1.2. 2. 編碼器的主要應用場合 編碼器的主要應用場合常州工學院畢業(yè)設計道的扇區(qū)數(shù)目是雙倍關系，碼盤上的碼道數(shù)就是它的二進制數(shù)碼的位數(shù)，在碼盤的一側是光源，另一側對應每一碼道有一光敏元件；當碼盤處于不同位置時

5、，各光敏元件根據(jù)受光照與否轉(zhuǎn)換出相應的電平信號，形成二進制數(shù)。這種編碼器的特點是不要計數(shù)器，在轉(zhuǎn)軸的任意位置都可 讀出一個固定的與位置相對應的數(shù)字碼。顯然，碼道越多，分辨率就越高，對于一個具有 N位二進制分辨率的編碼器，其碼盤必須有N條碼道。絕對式編碼器是利用自然二進制或循環(huán)二進制（葛萊碼）方式進行光電轉(zhuǎn)換的。 絕對式編碼器與增量式編碼器不同之處在于圓盤上透光、 不透光的線條圖形， 絕對編碼器可有若干編碼， 根據(jù)讀出碼盤上的編碼， 檢測

6、絕對位置。編碼的設計可采用二進制碼、循環(huán)碼、二進制補碼等。它的特點是：? 可以直接讀出角度坐標的絕對值；? 沒有累積誤差；? 電源切除后位置信息不會丟失。但是分辨率是由二進制的位數(shù)來決定的，也就是說精度取決于位數(shù)，目前有10位、14位等多種1.4.3 混合式絕對值編碼器混合式絕對值編碼器，它輸出兩組信息：一組信息用于檢測磁極位置，帶有絕對信息功能；另一組則完全同增量式編碼器的輸出信息。 光電編碼器是一種角度 （角速度） 檢測裝置， 它將