編碼器作為工業(yè)電機的反饋單元，在運動物體的空間位置和運動速度的檢測工作中發(fā)揮著重要的作用。韋根傳感器技術在這一領域的應用，是近期工控業(yè)內較受關注的一個話題。

為了進一步了解韋根傳感器技術的特點，近期，本刊采訪到德國博思特POSITAL中國區(qū)代表徐哲煒，除了介紹POSITAL這家公司在韋根傳感器技術的開發(fā)歷程之外，他還詳細分享了韋根傳感技術的工作原理，以及這類新型編碼器在伺服等工業(yè)電機領域的應用優(yōu)勢。

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Q：當前，全球制造業(yè)正加速邁向數(shù)字化、智能化發(fā)展階段，請問傳感器/編碼器技術在其中將發(fā)揮怎樣的作用?

A：編碼器屬于運動控制類傳感器，在工業(yè)自動化領域中起到關鍵作用。任何運動物體的空間位置和運動速度均需要通過編碼器來檢測，在數(shù)字化、智能化發(fā)展的當下，編碼器的角色也變得更加重要，甚至不可或缺，在任何設備的運動控制過程中，編碼器都可以提供準確的定位檢測功能。

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Q:請簡要介紹一下德國博思特POSITAL公司在韋根傳感器技術方面的開發(fā)歷程。

A：博思特POSITAL隸屬于FRABA 弗瑞柏集團旗下，主要從事編碼器、傾角儀、工業(yè)傳感器等產品的開發(fā)和生產。從2004年設計出第一款韋根傳感器開始，博思特POSITAL已擁有近二十年韋根傳感器產品的開發(fā)和應用經驗。2013年公司從世界領先的韋根導線制造商手中接收了導線生產，在POSITAL品牌的領導下，公司逐步建立了一支非常專業(yè)和強大的技術團隊，專注于韋根導線生產和韋根傳感器在多圈旋轉編碼器中的應用開發(fā)。

從最開始的合金冶煉，到韋根傳感器裝配的最終生產，整個生產過程全部都由POSITAL的工程和物流團隊進行控制和優(yōu)化，以確保韋根傳感器產品的優(yōu)秀性能和高品質。2016年，POSITAL韋根傳感器的產量達到100萬只每年;至2023年，有數(shù)以百萬的 POSITAL韋根傳感器正高效運行在各種工業(yè)生產現(xiàn)場。

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Q：請問韋根傳感器技術的工作原理是怎樣的?

A：韋根效應是一種非線性磁效應，以其發(fā)現(xiàn)者John R. Wiegand的名字而命名。基于韋根效應的多圈技術/能量采集技術是利用磁滯現(xiàn)象所導致導線磁場強度的快速反轉，使拾波線圈中產生感應脈沖，即使頻率趨近于零時，脈沖的電壓和脈寬都是恒定的，能量恒定且與頻率無關的脈沖在計量和計數(shù)應用中是很有價值的。

韋根傳感器主要由線圈、鐵磁體、韋根導線、磁體&屏蔽這幾大部分所組成。韋根傳感器利用磁場產生穩(wěn)定脈沖并提供電能;一方面，脈沖能量可以被采集用于給電路供電，同時韋根傳感器還可作為無線電力傳輸系統(tǒng)的一部分;另一方面，脈沖邊沿很容易被檢測到，這使得韋根技術完美地適用于那些低能量或可持續(xù)的解決方案中的計數(shù)和觸發(fā)應用中。因此，韋根傳感器同時具備脈沖屬性和能量屬性的雙重特點，為多圈系統(tǒng)的計量/計數(shù)工作提供基礎信號和能量供應。

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Q：韋根傳感器技術在伺服電機領域的應用優(yōu)勢有哪些?

A：韋根傳感器可應用于電機反饋編碼器中，其最主要的特點便是在記錄多圈時無電池且免維護;其次，韋根傳感器還具有高信噪比、耐環(huán)境、無能量衰減、無機械磨損、高觸發(fā)頻率特點。韋根技術通常在編碼器中起到了多圈計數(shù)的作用，因此其也可以與光電編碼器組合出高性能的產品。

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Q：目前在中國市場上，POSITAL韋根編碼器在伺服電機領域是否有成功的應用案例?應用效果如何?

A：POSITAL的產品應用范圍非常廣泛，其中包括工程機械、港口機械、風電、光伏、醫(yī)療、水務、機器人等，超過10個大類及50多個細分行業(yè)領域。POSITAL基于韋根技術開發(fā)的KIT編碼器目前已在國內擁有不少成功案例，尤其是在工業(yè)機器人、特種機器人、AGV等對于電機免維護有較高要求的應用場合中，POSITAL開發(fā)的產品均能完美勝任。

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Q：目前在中國市場上，POSITAL傳感器/編碼器產品系列的布局是怎樣的?

A：POSITAL目前推出的產品系列主要包括：傳統(tǒng)工業(yè)類旋轉編碼器、工業(yè)傾角儀、拉繩傳感器，以及專為伺服和機器人市場推出的KIT編碼器系列。

其中，KIT系列編碼器可為實時運動反饋提供智能、免維護且經濟高效的解決方案。采用具有不間斷、無電池多圈功能的獨特設計，KIT系列編碼器每次旋轉時，韋根傳感器都會產生脈沖電能，非常適合集成到伺服、步進或BLDC電機中。KIT編碼器安裝不需要特殊設備，并有多種機械配置，編碼器外徑最小可達22mm，通過增強信號處理軟件還可實現(xiàn)具有出色延遲補償?shù)母叻直媛饰恢脺y量功能。

此外，POSITAL還擁有一系列完整的傳統(tǒng)工業(yè)設備位置傳感器，如：傾角儀、旋轉編碼器、拉繩傳感器等，能夠為AGV、叉車、工程機械、港口起重、醫(yī)療設備、太陽能/風電等各個行業(yè)用戶提供工廠自動化及移動機械的一站式解決方案。

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Q：特別是在伺服電機領域，目前POSITAL韋根編碼器產品的主推型號有哪些?產品的主要規(guī)格有哪些(如：接口協(xié)議、分辨率、結構設計等等)?

A：POSITAL自2017年起陸續(xù)推出基于韋根技術的無電池KIT編碼器系列。該系列目前涵蓋了36mm外徑、22mm外徑，以及大中空產品線，均為絕對值多圈且無需電池。目前產品主要支持BISS-C和SSI開源接口協(xié)議，單圈分辨率最高可達19bit。

其中，我們的22mm(外徑)KIT編碼器是目前世界上最小的絕對值多圈編碼器，外形小巧緊湊，多圈，無電池，無齒輪，免維護，單圈分辨率高達17bit。另外，POSITAL通孔KIT編碼器采用空心軸設計，且無軸承，是一款基于韋根技術的多圈無電池測量和基于電容的單圈測量編碼器，單圈分辨率為18bit(內徑30mm)/19bit(內徑50mm)。

POSITAL在2024年即將推出全新系列KTD系列KIT編碼器，將采用全新自研EHL芯片作為計數(shù)芯片，所需能耗將大幅降低，可靠性進一步提高。單圈方面采用TMR原理磁性芯片，相比原先基于HALL原理的單圈計數(shù)，信號更為穩(wěn)定，精度和分辨率均能進一步提升。新產品在長度上也將縮短4mm，讓其能夠更好地滿足客戶小型化、微型化需求，滿足例如工業(yè)機器人、AGV等應用的需求。新產品還有若干其他重要升級，敬請期待!

Q：請介紹目前POSITAL在中國市場的供應情況如何?產品的研發(fā)、生產、技術支持情況如何?貨期有多長?

A：POSITAL的主要研發(fā)團隊位于德國科隆，公司的兩大生產基地包括：一個是位于波蘭的工廠，主要供應歐洲和美洲市場的需求;另一個工廠位于馬來西亞，主要滿足東南亞以及中國的市場需求。未來公司將考慮在中國建廠，以滿足中國本地市場客戶不斷增長的產品需求。

目前POSITAL物料供應正常，常規(guī)訂單在5天內均可發(fā)貨。POSITAL在國內各個區(qū)域均設有辦事處，并由顧問可以為客戶提供遠程或現(xiàn)場咨詢服務。

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Q：請問您如何看待未來中國工業(yè)市場的發(fā)展?POSITAL在中國市場是否有一些新的發(fā)展規(guī)劃?

A：伴隨著智能制造、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的迅猛發(fā)展，工業(yè)類編碼器技術正不斷創(chuàng)新和改進，朝著小型化、高精度、高可靠性、無需電池供電、免維護等方向發(fā)展，以盡可能地降低設備的“宕機”時間，保證產線長期的正常生產運作，增加工廠的產出效率。

中國工業(yè)市場依然充滿生機，博思特POSITAL將堅定不移地在中國投資發(fā)展，展望未來，POSITAL將計劃在國內設立工廠，以此滿足本地市場不斷增長的應用需求，為中國制造業(yè)的轉型升級賦能。