IAP-100

一、概述

IAP-100薄型感应式编码器是一种电感式的角度编码器，采用基于无线输能技术的非接触式电磁感应原理设计。

产品由定子和转子两部分组成，定子供电后将能量无线传输给转子，并感应转子电磁场，转子无需供电，实时接收定子能量并施加于线圈形成规律电磁场。

产品采用双码道设计实现绝对式角度输出，转子、定子之间非接触，无摩擦，定子上集成角度解算电路，采用独有技术实现低功耗并集成多种高速数字接口。

转子、定子均为环形薄片中空结构，大中空结构便于穿过轴、线缆等部件。使用时，定子与转子需要同轴平行安装，便于定子转子间的能量传输及电磁场感应。

产品不自带轴承，安装时无需联轴器，无精密安装要求。由于感应式编码器没有滚珠轴承、玻璃码盘、光源等部件，这使得感应式编码器能够实现恶劣环境下的高可靠性角度测量。

SENSNA薄型感应式编码器可广泛应用于医疗、国防、航空航天、工业自动化、机器人应用中。

 

√     非接触

√    空心轴

√    紧凑型

√    高精度

√    绝对值

√    低功耗

√    免维护

√    无联轴器

√    易于安装

√    抗磁干扰

√    抗振动和冲击

√    可定制

 

 

 

   

二、编码器型号参数

表1  编码器基本性能参数

角分辨率	17-19 bit
最大静态误差	±0.01°
重复误差	±2 LSB
最大运行速度	1500 rpm
测量范围	单圈
旋转方向	默认顺时针递增（可调）

表2 机械尺寸及安装

外径\内径\厚度	100\48\7.5 mm
允许安装偏心度	±0.1 mm
定转子安装间隙	1±0.1 mm
转子惯量	15.781 kg·mm2
重量（约）	40 g
转子和定子材料	FR-4

 

表3 电气及接口

供电电压	5 - 30V
电流	＜ 50 mA
电气接口	RS-422屏蔽电缆
输出协议	SSi、BiSS-C、RS-422串口

 

表4 环境适应性

EMC	IEC 61000-6-2、IEC 61000-6-4
工作温度	-20℃ - +60℃
储藏温度	-50℃ - +100℃
相对湿度	0 - 99%
冲击	100 g / 11 ms
振动	20 g（10 - 2000 Hz）
防护最高等级	IP 40

 

 

 

 

三、电气接口

3.1 硬件接口

IAP-100薄型感应式编码器由定子和转子两部分组成，其中定子上集成了角度解算电路和编码输出电路。编码器采用双绞屏蔽线缆输出（电气接口如下图所示），输出线缆位于定子侧边沿，角度输出采用SSi、BiSS-C、RS-422串口协议。

 

表5  SSI/BiSS/RS-422串行接口线缆定义

线缆定义
	定义		颜色	备注
1	CLK+	RX+	灰	时钟端
2	CLK-	RX-	蓝
3	DADT+	TX+	绿	数据端
4	DADT-	TX-	黄
5	GND	GND	黑	地
6	5V	5V	红	电源

 

表6  SSi/BiSS 信号输出参数

数字输出参数
信号延迟	＜ 250 us
输出码制	二进制
数据最快更新速率	30 kHz
接口电平	差分RS-422
功耗	＜ 50 mA
采用数字信号采集时，采样率、时钟频率与用户选用通讯协议有关。

 

线缆内部采用三对30 AWG的双绞线。单根线芯内部为 25根0.05mm镀锡铜，绝缘层采用ETFE。线缆屏蔽层采用薄铜编织，覆盖率大于95%；护套采用0.4-0.5mm硅橡胶。

 

线缆直径：Ø3.45±0.2mm；

温度范围：-50°至+150℃；

 

 

 

 

3.2 SSi接口协议

SSi即同步串行接口，该接口基于RS-422硬件标准，是角度编码器常用接口。主控器发送时钟，角度编码器同步的发送数据。该协议默认时钟端口为高电平，第一个低电平启动数据传输，角度编码器按照时钟序列依次将角度数据传输给主控器，时序图如下：

 

表7  时序图参数说明

n	一帧数据的总位数	12 - 21
f（T）	时钟频率（时钟周期）	0.5 - 5.0 MHz
Tu	单个数据位更新时间	50 ns
Tp	数据帧之间的间隔时间	＞ 25 us
Tm	单帧触发时间	＞ 25 us
Tr	两帧之间的时间间隔	Tr ＞ nT +25 us
fr=1/Tr	数据帧频率

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.3 BiSS-C接口协议

BiSS-C通讯协议是一种全双工、双向、高速、同步串行通讯协议，该接口同样基于RS-422硬件标准，与SSi接口兼容，广泛应用于高精度位置控制的绝对式编码器中。产品中使用BiSS-C为点对点配置的单向接口，可以作为一个或多个从设备连接到主设备上，符合BiSS-C单向接口的要求，时序图如下：

 

 

 

表8  时序图参数说明

Bit/n	代号	意义	默认值	长度
28	Ack	应答位	0	1 bit
27	Start	开始位	1	1 bit
26	“0”	开始位跟随位	0	1 bit
8-25	Position	绝对位置编码器数据		18 bit
7	Error	错误位	1	1 bit
6	Warn	警告位	1	1 bit
0-5	CRC	校验码		6 bit
--	Timeout	数据帧之间的间隔时间		＞26 us

 

其中：位置、错误和警告的CRC多项式为：x⁶ + x¹ + x⁰。起始位和“0”位不参与CRC计算。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.4 RS-422串行接口协议

RS-422串行接口协议，默认情况无需主机发送指令，自动向主机传输数据。数据固定更新速率为2000Hz，波特率为460800bps，数据格式为1个

开始位、8个数据位、1个偶校验位、1个停止位，每帧数据包含10个字节，格式如下表所示。

表9  帧数据格式

	序号	数据类型	备注
帧头	1	5E	固定的帧头
	2	AD
协议标志位	3	01	单字节
角度数据	4	角度数据高八位	低位有效，高位补零
	5	角度数据中八位
	6	角度数据低八位
帧计数	7	帧计数高八位	0-65535的累计数
	8	帧计数低八位
校验	9	和校验高八位	345678字节的累加， 取低16位
	10	和校验低八位

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

四、机械接口

4.1 产品外型尺寸

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.2 产品安装建议