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引言

　　文中定制位置傳感器測量結(jié)果說明，底層位置控制環(huán)中使用足夠精度的低成本位置傳感器是可能的。該傳感器可以安裝在永磁直線電機(jī)內(nèi)部，而不占用額外的空間。與商業(yè)光耦位置傳感器相比，該傳感器的成本低很多。

問題的引出

　　在某些應(yīng)用領(lǐng)域中，直線電機(jī)驅(qū)動并不是用來控制精確的位置，而是調(diào)整工業(yè)過程的壓力、流量和力等，如壓縮機(jī)。位置只在底層控制中需要，而上層閉環(huán)控制量是力。在這個特殊的應(yīng)用場合，沒有線性位置傳感器進(jìn)行直線電機(jī)驅(qū)動幾乎是不可能的，但采用精度在10um～50μm的標(biāo)準(zhǔn)傳感器非常昂貴。此時，精度為200μm～1mm的線性傳感器是完全可以滿足要求的。類似精度的位置傳感器可以用兩個低成本霍爾互感元件、安裝接口和一小塊pcb板設(shè)計(jì)而成。為了控制直線電機(jī)的驅(qū)動，永磁體必須在電機(jī)線圈外部提供一個正弦磁場。大多數(shù)情況下，正弦磁場可以通過在一定距離范圍內(nèi)放置一個小的位置傳感器檢測。傳感器可以裝在磁體和線圈附近，并且不需要傳統(tǒng)線性傳感器的軸所占的空間。

傳感器設(shè)計(jì)

　　利用兩個安裝在霍爾傳感元件測量磁場時，必須將傳感器件安裝在磁體的有效距離內(nèi)（如圖1所示）。這樣可以得到兩個相位相差90°的正弦波，如圖2所示。利用這些信號可以控制運(yùn)動的方向。

　　測量采用了一款易于安裝的集成傳感器件（見圖3）。包括電流源在內(nèi)的霍爾傳感器件輸出已在封裝內(nèi)部進(jìn)行了放大。只有通道a和b的兩路測量信號需要與變流器輸入端進(jìn)行接口設(shè)計(jì)，可由兩個輸出不同的運(yùn)算放大器（a和b）實(shí)現(xiàn)。這樣做是為了減少電磁接口。另外，還有兩個運(yùn)放校正傳感器的偏移。另一運(yùn)放提供的恒定電壓作為運(yùn)放a和b的共模輸入，該電壓的值為傳感器電源的一半。完整的電路圖見圖3。