磁性编码器是怎么工作的

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如果有机会拆开一只磁性旋转编码器,通常会看到类似上图这样的内部结构。与一般的编码器(或 Resolver)相比,磁性编码器有着相同的机械轴与外壳结构,但同时其位置检测机构却又显得非常简单,仅仅是安装在机械轴末端跟随轴旋转的一块小磁铁和编码器尾部的一块 PCB 线路板而已。


那么,磁性编码器是如何测量旋转位置反馈的呢?

让我们先来看一个经典的物理学(确切说是电磁学)现象。

如上图所示,在扁平长方形导体两端施加电压,让其在一个方向上(如长的方向)产生电流。

此时,如果在通电导体上再施加一个方向与导体平面垂直的磁场(如上图所示),那么,导体上流动的电荷就会因为受到由磁场感应产生的洛伦兹力而发生流通路径的偏移。

根据中学物理课学过的左手定则,可以判断出电荷流动时偏移的方向,并且正负电荷在磁场中流通时偏移的方向是相反的。这就是说,当有电流流经磁场中的这个扁平导体时,其正负电荷会分别沿着左右两条路径从中穿过。

此时,在导体的两侧,也就是在其垂直于电流流过的方向上,就会有电势差产生。

这就是霍尔效应(Hall Effect),是由一位名叫 Edwin Herbert Hall 的物理学家在 1879 年发现的。

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