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引言

　　文中定制位置傳感器測量結果說明，底層位置控制環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內部，而不占用額外的空間。與商業光耦位置傳感器相比，該傳感器的成本低很多。

問題的引出

　　在某些應用領域中，直線電機驅動并不是用來控制精確的位置，而是調整工業過程的壓力、流量和力等，如壓縮機。位置只在底層控制中需要，而上層閉環控制量是力。在這個特殊的應用場合，沒有線性位置傳感器進行直線電機驅動幾乎是不可能的，但采用精度在10um～50μm的標準傳感器非常昂貴。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板設計而成。為了控制直線電機的驅動，永磁體必須在電機線圈外部提供一個正弦磁場。大多數情況下，正弦磁場可以通過在一定距離范圍內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，并且不需要傳統線性傳感器的軸所占的空間。

傳感器設計

　　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（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）。包括電流源在內的霍爾傳感器件輸出已在封裝內部進行了放大。只有通道a和b的兩路測量信號需要與變流器輸入端進行接口設計，可由兩個輸出不同的運算放大器（a和b）實現。這樣做是為了減少電磁接口。另外，還有兩個運放校正傳感器的偏移。另一運放提供的恒定電壓作為運放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。