瑞士Baumer寶盟增量式編碼器原理分析

　　Baumer寶盟電氣有限公司是具有50年歷史的工業自動化傳感器產品的生產者，在美國，瑞典，德國，法國，意大利，英國和加拿大都擁有自己的生產工廠，產品覆蓋110 多個國家作為在精密傳感器技術，Baumer一直致力于工業自動化與過程控制產品的研制，在產品的精度可靠性穩定性多樣性以及有效需求上不斷滿足客戶要求，保證為客戶提供產品和*的售后服務以及產品的升級服務。Baumer寶盟集團是的工廠自動化和過程自動化生產廠家之一。目前Baumer寶盟集團的足跡已遍布18個國家并擁有36家分公司，近2500名員工。Baumer寶盟集團的產品業務主要涉及傳感器、運動控制、視覺技術、過程儀表和粘膠系統這五大塊，其豐富的產品線覆蓋在各個行業并使客戶受益于Baumer寶盟所提供的完整咨詢和可靠服務的平臺。

　　Baumer寶盟增量式編碼器每當信號轉子隨發動機曲軸轉動一圈，傳感線圈就會向電子控制單元(ECU)輸入58個脈沖信號。因此，ECU每接收到曲軸位置傳感器58個信號，就可知道發動機曲軸旋轉了一圈。如果在1min內ECU接收到曲軸位置傳感器116000個信號，ECU便可計算出曲軸轉速n為2000(n=116000/58=2000)r/rain；如果ECU每分鐘接收到曲軸位置傳感器290000個信號，ECU便可計算出曲軸轉速為5000(n=290000/58=5000)r/min。依此類推，ECU根據每分鐘接收曲軸位置傳感器脈沖信號的數量，便能計算出發動機曲軸旋轉的轉速。發動機轉速信號和負荷信號是電子控制系統zui重要、zui基本的控制信號，ECU根據這兩個信號就能計算出基本噴油提前角(時間)、基本點火提前角(時間)和點火導通角(點火線圈一次電流接通時間)三個基本控制參數。

　　1.Ne信號發生器的結構特點：Ne信號發生器安裝在G信號發生器的下面，主要由No．2信號轉子、Ne傳感線圈和磁頭組成，如圖2-26a所示。信號轉子固定在傳感器軸上，傳感器軸由配氣凸輪軸驅動，軸的上端套裝分火頭，轉子外制有24個凸齒。傳感線圈及磁頭固定在傳感器殼體內，磁頭固定在傳感線圈中。

　　2.轉速與轉角信號的產生原理與控制過程：當發動機曲軸旋轉時，配氣凸輪軸便驅動傳感器信號轉子旋轉，轉子凸齒與磁頭間的氣隙交替發生變化，傳感線圈的磁通隨之交替發生變化，由磁感應式傳感器工作原理可知，在傳感線圈中就會感應產生交變電動勢，信號電壓的波形如圖2-26b所示。因為信號轉子有24個凸齒，所以轉子旋轉一圈，傳感線圈就會產生24個交變信號。傳感器軸每轉一圈(360。)相當于發動機曲軸旋轉兩圈(720。)，所以一個交變信號(即一個信號周期)相當于曲軸旋轉30。(720。÷24=30。)，相當于分火頭旋轉15。(30。÷2=15。)。ECU每接收Ne信號發生器24個信號，即可知道曲軸旋轉了兩圈、分火頭旋轉了一圈。ECU內部程序根據每個Ne信號周期所占時間，即可計算確定發動機曲軸轉速和分火頭轉速。為了控制點火提前角和噴油提前角，還需將每個信號周期所占的曲軸轉角(30。角)分得更小。微機完成這一工作十分方便，由分頻器將每個Ne信號(曲軸轉角30。)等分成30個脈沖信號，每個脈沖信號就相當于曲軸轉角1。(30。÷30=1。)。如將每個Ne信號等分成60個脈沖信號，則每個脈沖信號相當于曲軸轉角0．5。(30。÷60=0．5。)。具體設定由轉角精度要求和程序設計確定。

　　3.G信號發生器的結構特點：G信號發生器用來檢測活塞上止點位置與判別是哪一個氣缸即將到達上止點位置等基準信號。故G信號發生器又稱為氣缸識別與上止點信號發生器或基準信號發生器。G信號發生器由信號轉子、傳感線圈G1、G2和磁頭等組成。信號轉子帶有兩個凸緣，固定在傳感器軸上。傳感線圈G1、G2相隔180。安裝，G1線圈產生的信號對應于發動機第六缸壓縮上止點*。、G2線圈產生的信號對應于發動機*缸壓縮上止點前lO。

　　4.Baumer寶盟增量式編碼器與上止點信號的產生原理與控制過程：G信號發生器的工作原理與Ne信號發生器產生信號的原理相同。當發動機凸輪軸驅動傳感器軸旋轉時，G信號轉子(信號轉子)的凸緣便交替經過傳感線圈的磁頭，轉子凸緣與磁頭之間的氣隙交替發生變化，在傳感線圈Gl、G2中就會感應產生交變電動勢信號。當G信號轉子的凸緣部分接近傳感線圈G1的磁頭時，由于凸緣與磁頭之間的氣隙減小、磁通量增大、磁通變化率為正，因此傳感線圈G1中產生正向脈沖信號，稱為G1信號；當G信號轉子的凸緣部分接近傳感線圈G2時，由于凸緣與磁頭之間的氣隙減小、磁通量增大、磁通變化率為正，因此傳感線圈G2中也產生正向脈沖信號，稱為G2信號。當G信號轉子的凸緣部分經過G1、G2的磁頭時，由于凸緣與磁頭之間的氣隙不變、磁通量不變、磁通變化率為零，因此傳感線圈G1、G2中的感應電動勢均為零。當G信號轉子的凸緣部分離開G1、G2的磁頭時，由于凸緣與磁頭之間的氣隙增大、磁通量減小、磁通變化率為負，因此傳感線圈G1、G2中將感應產生負向交變電動勢信號。傳感器每轉一圈(360。)相當于曲軸轉兩圈(720。)，因為傳感線圈G1、G2相隔180。安裝，所以G1、G2中各產生一個正向脈沖信號。其中G1信號對應于發動機第六缸，用來檢測第六缸上止點的位置；G2信號對應于*缸，用來檢測*缸上止點的位置。電子控制單元檢測的對應位置實際上是G轉子凸緣的前端接近并與傳感線圈G1、G2的磁頭對齊時刻(此時磁通量zui大、信號電壓為零)的位置，該位置對應于活塞壓縮上止點*。(BT-DCl0。)位置。

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