自磁性绝对编码器投放市场以来，其稳定、易于集成的特性，已经成为光学编码器的替代产品。但磁性绝对编码器至今未能集成光学编码器的精确性和动态分析特性。POSITAL 公司以新型磁性传感器为基础生产的磁性编码器，首次达到了光学系统性能特性。以该技术为特点的第一代绝对编码器和增量编码器现已投放市场，POSITAL 公司正致力于不断开发该产品系列的其他产品。

　　光学和磁性测量原理的比较

　　光学编码器在玻璃盘或塑料盘上进行转角编码。它通过一个配备缓冲电池的电子计数器，或者齿轮组连接的数个码盘来测量多圈转数。但电池的使用寿命有限，并且包含有害物质；而齿轮组需要更多空间，可扩展性不强、成本高。码盘的稳定性也不高。它们还容易受到灰尘污染（例如，周围空气中的灰尘），影响到光学编码器的可读性和测量品质。另外，光学系统容易受到湿度和凝结的影响。光学编码器虽被认为已达到了高标准，精确度也在多种适用场合中持续体现 - 但就光学轴装编码器而言，其潜在开发范围却已利用殆尽。相比之下，相同分辨率的磁性编码器外观相当紧凑，仅需一块永久磁铁就能操作磁性编码器中的维根特传感器和霍尔传感器。磁性编码器的所有部件（包括通信接口在内）均安装在一块小板上。其主部件是一个固定安装在磁性编码器上，根据永久磁铁磁场的方向确定轴角度位置的传感器系统。自磁性单圈编码器问世以来，2005 推出的可计算多转数的磁性编码器，为人们提供工业解决方案。磁性编码器采用一种以维根特效应为基础的能量收集系统，从旋转磁场中获得所需的功率。因此即使断开外部电源，这类磁性编码器同样可将检测到的转数储存到非易失性存储器中。磁性编码器不再使用电池或齿轮组，因此其特性为：免维护、耐久、耐振动和冲击，即使用于相当严苛的环境条件，也非常耐用。

图1、2： 用光电编码器（左）和配备霍尔传感器的编码器（右）分别测量一个360度的转角
 

　　过去有限的适用场合

　　磁性编码器已经普遍用于移动式机器行业和海上作业。这类操作中，用户可充分体验到磁性编码器的抗潮湿、机械强度高的优点。但目前，如果用户看中磁性编码器稳定性强、外观紧凑这类优点，愿意使用磁性编码器，就不得不降低对精确度和动态分析的要求。市场中行销的磁性编码器等待时间一般在 600  µs到 1 ms 之间。

图3：性能比较：POSITAL 新型磁性编码器/传统光磁系统
 

　　技术飞跃

　　POSITAL 公司生产的新一代IXARC编码器用于确定实际位置时，无需等待时间，也几乎不产生任何时基误差。它从传感器将信号处理功能“外包”给一个微处理器，从而提升了产品性能。现在，集成了霍尔传感器的传统磁性系统可以产生并处理信号。人们开发霍尔传感器的初衷，是将其用于完成汽车工业中要求相对不高的任务，而不是用于自动化应用场合。但该技术的潜力还有待继续发掘。而 POSITAL 公司使用的霍尔传感器仅能产生模拟输出信号，然后再使用一个 32 比特的分装微处理器处理这些输出信号。该微处理器功能强大，能处理各种不同类型的实时数据。向市场推出这种新一代编码器所面临的最大挑战是要开发出一种信号处理软件，同时满足用户对高精确度和高动态分析的要求。POSITAL 公司的开发团队进行了广泛的测试和模拟，使公司生产的磁性编码器每 16 比特分辨率的准确度达到 12 比特（< 0.1 °），等待时间仅为几微秒。与同样配备霍尔传感器和集成信号处理系统的上一代编码器相比，新一代产品在分辨率和精确度上增加了 4 个系数，等待时间减少了 100 个系数。这一技术上的飞跃为用户提供了新的解决方案，尤其是那些要求解决方案功能强大、性价比高、外观紧凑的用户。磁性系统甚至还适用于电机反馈。

　　产品范围广泛

　　POSITAL 公司推出的磁性增量编码器性价比高、耐久性强、每转脉冲数高达 16,384，公司还在不断开发其编码器的产品组合。公司生产的所有编码器型号，都配备了各种机械配件可选，以便于提供适用于各种场合的机械配件：各种直径的盲孔空心轴和实心轴，配合各种法兰和外壳尺寸。用户可以选择钢制、不锈钢（V4A、V2A）和铝制外壳。新一代增量编码器也配备了不同型号以应对不同严苛环境的要求（轴负载高、保护等级高达 IP69K、抗冲击性强）。用于不同场合的磁性编码器，还配备了不同通信接口。磁性增量编码器的另外一个优点是，其附带软件可以完全控制信号处理过程—根据用户特定要求，改变参数（如旋转方向、脉冲数、零脉冲位置、滞回或过滤器设置）时，不在需要花钱添购任何硬件。另外，全世界任何人只要通过公司网站上的新产品搜索工具，就能轻而易举地找到POSITAL 公司生产的全部轴装编码器（目前超过 50,000 种不同型号）。

图 4：POSITAL 公司提供多种不同型号的 磁性编码器
 

　　公司背景

　　POSITAL 隶属于 FRABA 集团，是一家相当专业的绝对编码器和倾角仪制造商。 1918 年， Franz Baumgartner elektrische Apparate GmbH 先生创建了POSITAL 公司的前身，开始生产继电器。1963 年，总公司引进了首个基于金属刷的绝对旋转编码器，并在二十世纪七十年代成功开发了光学绝对编码器。公司于二十世纪八十年代成立编码器部门，并逐渐成为机器制造行业的知名供应商。1993 年公司管理顾问 Christian Leeser 先生和他的兄弟编码器部门主管 Achim Leeser 博士和Axel Wiemann 先生收购并重组公司，他们引进了新的管理方法。现在，FRABA 集团由多个独立的公司构成，在德国、新加坡、美国有 120名员工。集团还在波兰经营着一家先进的生产厂。最近几年，POSITAL 开发了各种创新型产品，其中包括光学和磁性安全编码器以及高分辨率磁性多线圈编码器。