技术介绍

2020-10-23 13:59 重庆中电金沙集团186cc成色

时栅原理

《时栅角度编码器概述》——“时栅原理”

中国计量科学研究院鉴定精度：±0.2″，分辨率：0.01″，达到世界领先水平。

国家技术发明二等奖。中国专利金奖。被国家基金委列为“十一五”期间工程与材料学部的27项典型成果之一。获50余项国家发明专利，两项国际发明专利。

时栅角度编码器从理论的提出到产品化，经过20年的发展，拥有完全自主的知识产权，是我国的原始创新技术，是一种全新原理的位移传感器，由中国人首次提出并命名，突破了传统角度编码器的原理限制，属国内外首创，国内领先，国际先进水平。

2001年，首次提出时栅概念，并迅速在此基础上形成时栅式位移传感器。

时栅测量基于时空转换思想，即把对空间位移的测量转换为对时间量的测量，空间等分转换为时间等分。

由于时间的测量精度比空间测量精度高3个数量级，因此时栅从原理上具有较高的精度基准和分辨率。且回避传统位移传感器精密刻划线工艺，以较低精度的加工工艺实现高精度测量。

时栅角度编码器是一种基于交变磁场或交变电场的位移测量新方法和新技术，利用正交交变的磁场或电场构建一种等效空间域运动来建立空间位移和时间基准之间的关系，通过时间域的比较来实现高精度测量，形成“以时间测量空间”的新型时栅传感机理。

时栅编码器能使时钟脉冲具有唯一确定的空间当量并以此作为位移测量基准，配以通用的微处理器，通过对时钟脉冲的累加计数而实现位移测量，从而构成一套全新原理的“时栅精密位移传感器及测量系统”，将空间精密刻划难题转化为简易精确的时间差测量问题，具有高精度、高分辨率的特点。

基于交变磁场或交变电场的时栅角度编码器在解决传统角度编码器暴露出来的新问题方面具备以下优势

1）高精度、高分辨率

“时栅”提出以高精度、高分辨率的时间量来测量空间位移，从原理上就具备了高精度和高分辨率的基础。

2）独特的结构设计

时栅编码器采用分装式、非接触、中空的结构设计、可允许穿过机械结构、线缆、气路等。

3）优秀的环境适应性

在耐油污粉尘、抗冲击振动等环境适应性方面具有明显的优势。并在极端的环境下仍可以运行，运行温度范围可达-40℃~+85℃。

4）便捷的安装方式

全系列支持带LED状态标识的辅助安装，定转子安装只需要卡位安装+螺钉固定后查看LED状态灯即可知道是否安装到位，批量安装时间最快可低至2~3min/台。

5）多种标准的通讯协议

多种标准的通讯协议，SSI、BISS-C、SPI或者异步串行通讯接口。

角度编码器的高精度和高分辨率问题，是所有角位移传感器面临的一个新的课题，影响着一个国家的工业制造和国防军工的发展水平，各个国家都以拥有高精度角位移传感器核心技术作为依托，大力发展高精尖制造业和武器装备系统。时栅角度编码器最高精度可达±0.2″，分辨率达0.01″的计量水平。研制高精度时栅角度编码器，符合 “中国制造2025”，关乎到民族制造业和国防军工发展水平。