一个小而圆的永久性磁铁和一个带有一体化的霍尔(Hall)元件的单片式集成电路技术的计值电子装置(ASIC)是构成电磁角度编码器的基础。该电磁角度编码器最小的结构直径为22mm和36mm。工作原理如下：将磁铁置入一个毂盘中，毂盘的一侧和测量物体的一个轴连接在一起，毂盘在编码器壳体的一个圆孔中无摩擦地旋转，磁场对单片式集成电路技术计值电子装置(ASIC)发生影响，产生一个正弦-余弦信号，通过内插补和数字化输出一个作为并联或串联的分辨率为每360˚达13位的数据信号。近来，这种小型角度传感器成功地在分析仪器、驾驶控制器、链式提升机和纺织机中得到了应用。继这种小型角度编码器之后研制的具有同样传感器技术的结构特别紧凑而坚固的角度编码器，可以配备各种不同的机械和电子设备。

图1  T系列的不锈钢角度编码器在考察船Maria S.Merian号上的一个自动升降装置的3个轴上的应用

可在恶劣环境中应用

TWK电子技术公司新一代的T系列角度编码器共有两种结构，其传感器系统采用上述的电磁技术，取代了多年来一直使用的光电传感器系统。磁铁整合在一个带有滚珠轴承的调节轴中，位于一个密封的前室中，而在后面的主室中是带有处理电子装置的传感器元件。两个室被一个薄的金属壁隔开，磁场通过这个金属壁作用到传感器芯片上。上述结构允许将整个电子装置浇注在主室中，因此可保证达到防强烈喷射水流的IP69K保护方式。它同样具有很高的耐冲击和抗振动性能。

图2  直径为22mm和36mm的微型电磁角度传感器

TWK电子技术公司可以提供直径为36mm和50mm的耐海水浸蚀的铝或不锈钢壳体的T系列角度编码器。这种结构紧凑的角度编码器由于具有坚固的轴、双滚珠轴承和厚的壳壁而可以在恶劣的外部条件下使用，如经常用于机器和设备制造业中。以下是该编码器在一些具体工矿中的应用：采用不锈钢壳体结构的角度编码器可以在水电站的增压和清洗闸门中作为位置信号器使用。即使在发生大洪水或水深达10m时，它也可以向装置的控制系统提供可靠的信号。

图3  电磁角度传感器作为蒸汽管线阀门的反馈信号应答器

在冰上考察船Maria S. Merian号上也有此角度编码器的应用。该考察船是执行北冰洋的研究考察任务的，主要观察湾流和海洋，以及他们对气候变化的影响，并进行海底的研究，在它的一个自动升降装置上安装了3台编码器。对于露天的电气设备和角度编码器来说，这就意味着，它们必须能够在温度变化很大及浸蚀性的环境条件下工作。

特殊类型的角度编码器，可以在-60℃的食品冷库中的灌装设备上使用，进行流量控制。食品冷库的卫生条件要求壳体、轴和电缆导管都须用不锈钢制造。

图4  带模拟输出的多转数角度编码器，和钢索牵引提升机结合用于较长距离的测量

编码器在生物气体发电厂中的应用也要经受浸蚀性气体的腐蚀。为了测量防护拱顶的拱曲度，发电厂选择了一个符合ATEX 2区标准的带有钢索牵引角度转换器的可编程角度编码器，其模拟输出接口可以提供一个4~20mA的测量信号，通过手工编程器可以根据需要调节测量范围。

图4  带模拟输出的多转数角度编码器，和钢索牵引提升机结合用于较长距离的测量

在风力发电装置上，T系列角度编码器作为叶距调节的反馈信号应答器使用。每个转子叶片都配备一个编码器，它检测转子叶片的位置，并将测量信号输送到控制系统，以便根据风力强度和风向调节叶片位置。使用由一个磁铁和一个电路板构成的编码 器进行风向的连续测定。它们可以通过±180˚、±5V的测量信号，完全无摩擦地工作，并且不会引起测量值的失真。

现在，在发电厂的蒸汽管线的回流阀上使用电磁角度传感器，取代了电容式位置测量变换器，作为反馈信号应答器。新的传感器可以保证蒸汽流太小时阀门可瞬间关闭，而且它还可以无磨损地工作，耐冲击，设计工作温度可达125℃。

图6  具有冗余结构和CANopen安全协议的角度编码器

适用于长距离的测量

第二种系列的角度编码器增加了一个转数计，用它最多可以检测32 768转的行程。和齿形皮带、滚珠旋转轴和钢索牵引提升机相结合，这种角度编码器可用于在较长的运行路程中的位置报告，如在带式挤压机上、吊车和起重装置上的应用就是如此。该编码器可以以模拟形式作为电流或电压提供电气信号，也可以以数字形式提供信号，因此，它可以和PROFIBUS-DP或CA-Nopen等现场总线实现网络连接。对于安全性设施可以对冗余系统进行自动编码，符合IEC(国际电工委员会)的“安全性电子系统和可编程电子系统的功能安全性”标准。这对于在那些由于发生故障而会对人员和环境造成危害的设施中的应用来说特别重要。