AMS 磁阻式量測原理
Magneto-resistive Measuring Method
尺的製造方式
尺包含兩條磁軌:
- 精密增量軌:交替排列的 N 極和 S 極,間距為 200 um
- 參考軌:用於確定絕對位置,可選擇多元點、等距參考點或單一參考點
製造過程
尺完全整合到導軌部分中,製造過程如下:
| 步驟 | 說明 |
|---|---|
| 1 | 在已完成的導軌部分中研磨出一條凹槽 (slot) |
| 2 | 將磁性材料帶插入凹槽中 |
| 3 | 對磁性材料進行研磨並磁化 |
| 4 | 使用具有磁性穿透性 (magnetically permeable) 的通體硬化蓋板焊接到導軌上,以保護量測尺 |
保護設計
這種蓋板設計可保護量測尺免受切屑和冷卻液的影響。量測尺的位置在所有 AMS 產品系列中保持一致。
磁阻位置感測器
當感測器與量測尺之間發生相對運動時,磁阻材料中的磁場強度變化會導致電阻發生易於量測的變化。
惠斯登電橋 (Wheatstone Bridge) 感測器元件
惠斯登電橋感測器元件的電路設計可將溫度波動、老化和外部磁場干擾的影響降至最低。
信號產生
由於鐮刀形感測器元件 (sickle-shaped sensor elements) 的排列方式,從增量磁化中獲得兩個具有 90 度相位偏移 的正弦波形信號。
精度增強
為提高精度,來自 104 個獨立元件 的信號沿量測方向進行平均處理。由於感測器結構適應磁性分割週期,外部磁場干擾的影響被大幅抑制。
感測器的位置獨立性
所有決定精度的量測信號特性(相位、幅度差異、諧波特性等)都固定在感測器內部。因此,即使感測器位置和傾斜發生較大偏差,也不會降低信號品質:「電路保持穩定」 (The circuit remains stable)。
直接優點
- 簡易更換:可簡單更換量測讀頭,無需進行任何調整
- 增強抗振性:對振動和衝擊具有更強的抵抗能力
- 寬容許帶:讀頭操作具有寬廣的容許範圍 (tolerance band)
自動增益控制 (AGC) 工作方式
電流幅度(由週期信號表示)在電子量測系統中持續測定。當發生任何偏差時,幅度會自動調整。因此,即使在異常情況下(安裝錯誤、外部錯誤或滑塊移除),也能提供標準化的輸出信號。
AGC 功能
| 幅度監控 | 持續監測週期信號的電流幅度 |
| 自動調整 | 發生偏差時自動調整幅度 |
| 異常處理 | 在安裝錯誤 (installation errors)、外部錯誤 (external errors) 或滑塊移除 (removal of the slider) 等情況下仍能提供穩定輸出 |
參考點識別
第二軌道帶有 AMS 參考標記,用於確定絕對位置和系統歸零。參考點的精度對於機器的零位或原點位置至關重要。
參考點工作原理
一個參考點由參考點磁化上的三個磁性參考標記表示:
- 參考脈衝的上升沿代表一個參考資訊
- 參考脈衝的下降沿代表另一個參考資訊
- 第三個參考資訊為冗餘設計,用於提高參考點識別系統的運作可信賴性
這種工作原理可抑制任何磁性干擾,在遇到干擾時不會提供參考信號,確保系統可信賴性。
功能與選項
磁化選項
AMS MONORAIL 產品提供不同的參考點選項,這些標記透過雷射刻印在表面。下圖顯示第一個參考點的位置。
參考點類型
| 代碼 | 類型 | 說明 |
|---|---|---|
| TR50 | 50mm 參考點網格 | 每 50 mm 設有參考點的 AMS 系統 |
| TD50 | 多原點 | 具有多原點的 AMS 系統。元點間距為:50.2 / 49.8 / 50.4 / 49.6 / 50.6 / 49.4 / ... mm(50mm 編碼模式) |
讀頭位置與安裝側
在訂購代碼中,SCHNEEBERGER 標示讀頭的安裝位置、量測尺位置以及導軌和滑塊的參考側。對於直式圖紙,需將圖示逆時針旋轉 90 度。訂購時必須包含以下資訊:
導軌安裝側與量測尺位置
| 代碼 | 導軌參考面 | 量測尺位置 |
|---|---|---|
| R11 | 參考底部 (Reference bottom) | 量測尺底部 (Scale bottom) |
| R12 | 參考底部 (Reference bottom) | 量測尺頂部 (Scale top) |
| R21 | 參考頂部 (Reference top) | 量測尺底部 (Scale bottom) |
| R22 | 參考頂部 (Reference top) | 量測尺頂部 (Scale top) |
讀頭位置
| 代碼 | 說明 |
|---|---|
| P1 | 外部安裝,讀頭座右側,讀頭朝上 (External mounting, housing right, reading head top) |
| P3 | 外部安裝,讀頭座左側,讀頭朝下 (External mounting, housing left, reading head bottom) |
滑塊安裝側
| 代碼 | 說明 |
|---|---|
| R1 | 參考底部 (Reference bottom) |
| R2 | 參考頂部 (Reference top) |
訂購注意事項
在訂購 AMS 量測系統時,必須明確指定導軌參考面、量測尺位置、讀頭安裝位置以及滑塊參考面的配置代碼,以確保系統正確安裝和運作。