图片供应 ：Posital Fraba
作者 | Christian Fell
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通过韦根效应可使空心轴编码器旋转多圈，能量网络更高效，从而扩展其利用范围，包括机器人运用。
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对付运动掌握来讲，空心轴编码器是一种有吸引力的替代方案。在支配设计方案时，空心形状为工程师供应了更大的灵巧性。但在过去，这种类型的编码器大多局限于单圈丈量范围。新一代空心轴编码器，由于采取了无需电池、基于韦根效应的多圈旋转计数系统，冲破了这一限定。
空心轴编码器补充了运动掌握领域的一个主要空缺，为伺服电机、驱动器和机器人的设计职员供应了一种选择，可以将位置反馈传感器安装到产品中。这类编码器中间开口较大，可以将其方便地安装在电动机或齿轮箱的传动轴端上。空心轴编码器非常适宜安装在机器人上，可以内置到枢纽关头中以直接丈量手臂的位置。中空形状为构造元件或电线或气动 / 液压管线穿过枢纽关头的中央预留了空间。
具有较大中央开口的空心轴编码器，常日以电容式丈量技能为根本，这与磁性技能有所不同，该设计不须要将仪器支配在个中心线上。电容式编码器的转子和定子组件的形状像扁平的环。当转子迁徙改变时，这些导电表面会改变相对位置，从而改变全体系统的电容耦合。这调节了通过电容器系统传输的中频电旗子暗记的振幅和相位角。
旗子暗记变革经解码后，就可以确定转子的角位置。其精度非常高，分辨率为 19 位。由于电容是在环形转子和定子组件的全体圆周上均匀的，因此该系统对眇小的对准偏差或存在水分或灰尘的情形相对不敏感。
▎空心轴编码器是运动掌握有吸引力的替代方案 ；在支配设计方案时，空心形状为工程师供应了更大的灵巧性。
增加多圈功能
将多圈计数功能添加到空心轴编码器有助于许多运用，例如当电机连接到减速齿轮系统或电缆线轴时。对付机器人运用而言，多圈丈量范围是行程范围超过 360 度的枢纽关头的空想选择。
一贯以来，由于空心轴编码器的开放中央形状，增加多圈功能一贯是一个寻衅。现在，这一困难可以通过采取韦根导线（Wiegand wire）来办理，韦根导线利用一组磁铁的旋转来触发编码器内置的旋转计数器系统。这种方法的一个优点是计数器系统基本上是自供电的，无需麻烦的备用电池或笨重繁芜的齿轮系统。
多圈丈量范围的关键是计数器系统，该系统由从转子元件的运动中网络的能量供应动力。虽然基于韦根能量网络技能的系统常日利用安装在驱动轴中央线上的永磁体，但必须为空心轴的设计找到一种全 新的装置。经由大量的现场测试和磁场仿照，终极确定在转子上安装 4 个永久磁铁。
磁铁会产生一个稳定的磁场，该磁场会随转子一起迁徙改变。当转子迁徙改变时，安装在定子上的韦根 传感器，会相应磁场变革并产生脉冲电流，从而激活计数电子设备，记录每一转。很多 PLC 和微掌握器都支持该接口。
▎电容式编码器的分解图显示了其各部件的组成。
高效的能量网络办法
能量网络是指直接从就地环境网络能量的技能，它可以减少对备用电池及其随之而来的掩护事情的需求。
只管压电系统、热能和动力学过程确定了能量网络的步伐， 但以美国发明家 John Wiegand 命 名的韦根效应（Wiegand effect），仍旧被认为是一种神奇的替代方案。韦根导线是一根特 制的维卡合金（钴铁钒磁性合金）导线。当其暴露于变革的外部磁场（例如一个附近的装在转轴上 的永磁铁），韦根导线会起初保持其自身的磁极，然后当外部磁场达到一定临界值时候溘然翻转此磁极。核心部分溘然的磁状态变革使得缠绕在维卡合金上的铜线圈产生一个电流脉冲。
自 2005 年以来，该技能已被用于能量网络，而这一打破的一个主要成分是超高效的低功耗电子芯片的涌现。利用韦根效应网络的能量是旋转运动中的电磁感应产生的。与发电机不同的是， 每转产生的能量都是同等的，纵然转速靠近于零也是如此。韦根传感器长 15 毫米，在 7V 电压下可以产生近 200 纳焦的能量 , 这足可激活旋转计数器和干系电子设备。
关键观点：
空心轴编码器已经运用于很多运动掌握，但常日受到其可转圈数的限定。
韦根效应使空心轴编码器可以旋转多圈，从而扩展了利用范围。
思考一下：
您所在的工厂里哪些运用将从空心轴编码器中获益最大？
