目前的測量方法存在以下缺陷：

記數方式的相對暈測量，在失電後會丟失對正確位置的記憶：幀zhen重zhong疊die編bian碼ma方fang式shi的de絕jue對dui景jing測ce量liang
，容rong錯cuo能neng力li差cha
，表biao征zheng長chang度du受shou限xian。針zhen對dui這zhe些xie技ji術shu缺que陷xian
，本ben文wen提ti出chu了le一yi種zhong帶dai有you標biao誌zhi位wei的de絕jue對dui式shi編bian碼ma方fang法fa，使shi得de識shi別bie出chu的de序xu列lie含han有you用yong於yu粗cu讀du數shu的de數shu值zhi碼ma和he用yong於yu精jing讀du數shu的de標biao識shi碼ma，不bu僅jin避bi免mian了le相xiang對dui式shi測ce量liang的de“失憶”問題
，而且突破了絕對式測量的表征範圍瓶頸，增強了容錯能力。

編碼規則

編碼采用格雷碼（Gray）為數值碼，以某一固定碼寬為參考碼R

，它用於標尺定位和提高精度。Gray碼是一種絕對編碼方式的無權碼，它所具有的循環、單(dan)步(bu)特(te)性(xing)能(neng)消(xiao)除(chu)隨(sui)機(ji)取(qu)數(shu)時(shi)出(chu)現(xian)重(zhong)大(da)誤(wu)差(cha)的(de)可(ke)能(neng)，其(qi)任(ren)意(yi)兩(liang)個(ge)柏(bai)鄰(lin)整(zheng)數(shu)之(zhi)間(jian)轉(zhuan)換(huan)時(shi)，隻(zhi)有(you)一(yi)個(ge)位(wei)數(shu)發(fa)生(sheng)變(bian)化(hua)，大(da)大(da)減(jian)少(shao)了(le)由(you)一(yi)個(ge)狀(zhuang)態(tai)轉(zhuan)到(dao)下(xia)一(yi)個(ge)狀(zhuang)態(tai)時(shi)的(de)邏(luo)輯(ji)混(hun)淆(xiao)

，具(ju)有(you)較(jiao)強(qiang)的(de)容(rong)錯(cuo)能(neng)力(li)。以(yi)6位編碼為例，其部分十進製數與Gray碼的一一對應關係如表1所示。

磁路結構與識別

采用圖1所(suo)示(shi)的(de)測(ce)量(liang)結(jie)構(gou)，其(qi)中(zhong)被(bei)測(ce)工(gong)作(zuo)部(bu)件(jian)要(yao)求(qiu)屬(shu)於(yu)鐵(tie)磁(ci)性(xing)材(cai)料(liao)。文(wen)獻(xian)中(zhong)指(zhi)出(chu)在(zai)固(gu)定(ding)的(de)磁(ci)場(chang)中(zhong)，表(biao)麵(mian)變(bian)化(hua)的(de)曲(qu)率(lv)越(yue)大(da)，引(yin)起(qi)的(de)周(zhou)圍(wei)磁(ci)場(chang)
，變(bian)化(hua)也(ye)越(yue)大(da)。為(wei)了(le)使(shi)磁(ci)場(chang)的(de)影(ying)響(xiang)最(zui)大(da)
，選(xuan)用(yong)凹(ao)槽(cao)作(zuo)為(wei)測(ce)罩(zhao)標(biao)誌(zhi)
，以(yi)單(dan)位(wei)寬(kuan)度(du)（bmm）的凹槽表示“0”或碼元間隔，單能寬度的“凸槽”表示“1”
，兩倍單位寬度的“凸槽”表示標誌位R。在工作部件表麵，按上述的編碼規則加下出一係列凹槽，然後噴塗上非磁性材料
，形成磁性標尺。圖1所示的磁性標尺表示Gray碼01 1010碼區，黑色部分表示非磁性材料。

激勵磁場采用長方體永久磁體，其磁極贏接對著磁性標尺
，使測量出的有效磁場變化範圍大。

磁(ci)場(chang)通(tong)過(guo)磁(ci)性(xing)標(biao)尺(chi)形(xing)成(cheng)通(tong)路(lu)，磁(ci)敏(min)元(yuan)件(jian)測(ce)出(chu)磁(ci)性(xing)標(biao)八(ba)表(biao)麵(mian)變(bian)化(hua)引(yin)起(qi)的(de)磁(ci)場(chang)變(bian)化(hua)。通(tong)過(guo)磁(ci)路(lu)分(fen)析(xi)和(he)標(biao)罩(zhao)磁(ci)位(wei)等(deng)高(gao)線(xian)計(ji)算(suan)發(fa)現(xian)，磁(ci)性(xing)標(biao)尺(chi)的(de)槽(cao)深(shen)h越人越好
，槽寬b應小於3mm。

根據磁敏傳感原理，“凹槽”和“凸槽“會導致不同的磁場強度，從而使磁敏元件相應地輸出不同的電半信號“0”或“1”，形成數值碼，用於確定位移的粗讀值

；而標誌位R碼寬兩倍於碼元“1”寬度的特點
，使得識別後的序列出現具有固定特征的標識碼
，它用於精讀數。

應用實例

若圖1中的“鐵磁性材料下作部件”表示液壓缸的活塞杆；“非磁性材料”為特製黑色陶瓷，平整地覆蓋在活塞杆表麵；“磁敏元件”為霍爾元件，它以兩個單位寬度為軸向間隔，繞活塞杆環狀布置在液壓缸前端，軸線與活塞杆一?致，以便盡可能減少活塞杆的角位移和徑向位移的影響
，精確測出其位置。

 
圖1：磁路結構

取h=3mm；b=2mm，則相鄰霍爾元件軸向間距N---4mm，6位編碼的每組碼區長度L=30mm。

可知
，要識別一個完粘的碼區必須設置9個霍爾元件，但為了能隨時識別出一個完整碼區，必須設置16個霍爾元件。以圖2所示時刻位置來說明其丁作過程，其中箭頭表示霍爾元件，數字為其編號。

 
圖2：磁性標尺識別示意圖

霍爾電路的工作原理是
，在外磁場的作用下，當磁感應強度B超過導通工作點時，霍爾電路輸出管導通
，輸出低電-半：若曰值低於釋放點時
，輸出管截止
，輸出高電半。因此在“凸槽”時鋼質活塞杆被磁化，磁感應強度曰增加，霍爾電路導通
，輸出低電平，用“1”表示；在“凹槽”時輸出高電平，用“0”表示。以第1個霍爾元件為測量基準，從圖2所示時刻起

，位移暈旃次變化b=2mm時，一個碼區行程內霍爾電路輸出的二進製序列如表2所示。分析可知
，序列的標識碼為l 0000000 1
，其前麵或後麵6位序列數分別為相鄰的兩個數值碼，這使它具有很強的容錯能力。標識碼每隔一個霍爾元件間距N在低位部分右移一位。值得注意的是，標識碼前麵的數值碼代表磁性標尺當前檢測位置下一個碼區的值。

根據霍爾電路識別出的前置數值碼，在編碼庫找到對應的十進製數，假設為x，則磁性標尺行程的粗讀數為30×（j
，-1）mm：精讀數根據標識碼l 0 0 0 0 0 0 0 1確定，磁性標尺每左移4mm，標識碼則右移一位。若低位不是標識碼
，則在上一個標識碼代表的行程上加2mm。假設標識碼右移了a位
，則精讀數為4xa+b
，其中b當尾位為標識碼時取0mm
，否則取2mm。

綜上，液壓缸活塞杆的行程讀數為S=30（x—1）+4Xa+b此類磁性標尺編碼有兩人優點：第一，便於找到即時位置的絕對行程值；第二，起校準作用
，及時糾正行程計算錯誤。

結語

編碼技術廣泛應用於交通運輸業、商業、測量丁程、製(zhi)造(zao)業(ye)等(deng)領(ling)域(yu)，極(ji)大(da)地(di)提(ti)高(gao)了(le)數(shu)據(ju)采(cai)集(ji)和(he)信(xin)息(xi)處(chu)理(li)的(de)速(su)度(du)，改(gai)善(shan)了(le)人(ren)們(men)的(de)工(gong)作(zuo)和(he)生(sheng)活(huo)環(huan)境(jing)
，提(ti)高(gao)了(le)工(gong)作(zuo)效(xiao)率(lv)。本(ben)文(wen)提(ti)出(chu)的(de)基(ji)於(yu)絕(jue)對(dui)量(liang)編(bian)碼(ma)和(he)磁(ci)敏(min)傳(chuan)感(gan)技(ji)術(shu)的(de)位(wei)移(yi)測(ce)量(liang)方(fang)法(fa)
，以(yi)磁(ci)場(chang)方(fang)向(xiang)變(bian)化(hua)為(wei)檢(jian)測(ce)信(xin)號(hao)
，其(qi)電(dian)磁(ci)轉(zhuan)換(huan)特(te)性(xing)使(shi)得(de)整(zheng)段(duan)磁(ci)性(xing)標(biao)尺(chi)可(ke)看(kan)作(zuo)一(yi)個(ge)二(er)進(jin)製(zhi)序(xu)列(lie)
，從(cong)而(er)通(tong)過(guo)編(bian)碼(ma)技(ji)術(shu)狹(xia)得(de)被(bei)測(ce)量(liang)。所(suo)用(yong)方(fang)法(fa)克(ke)服(fu)了(le)機(ji)械(xie)式(shi)位(wei)移(yi)測(ce)量(liang)係(xi)統(tong)體(ti)積(ji)大(da)、精度低的缺點，具有行程長、測量精度與行程長度無關、可靠性高等優點
，有較廣泛的應用價值。