创新探索，韦根技术助力工业编码器精进升级

编码器作为工业电机的反馈单元，在运动物体的空间位置和运动速度的检测工作中发挥着重要的作用。韦根传感器技术在这一领域的应用，是近期工控业内较受关注的一个话题。

为了进一步了解韦根传感器技术的特点，近期，本刊采访到德国博思特POSITAL中国区代表徐哲炜，除了介绍POSITAL这家公司在韦根传感器技术的开发历程之外，他还详细分享了韦根传感技术的工作原理，以及这类新型编码器在伺服等工业电机领域的应用优势。

01Q：当前，全球制造业正加速迈向数字化、智能化发展阶段，请问传感器/编码器技术在其中将发挥怎样的作用?

A：编码器属于运动控制类传感器，在工业自动化领域中起到关键作用。任何运动物体的空间位置和运动速度均需要通过编码器来检测，在数字化、智能化发展的当下，编码器的角色也变得更加重要，甚至不可或缺，在任何设备的运动控制过程中，编码器都可以提供准确的定位检测功能。

02Q:请简要介绍一下德国博思特POSITAL公司在韦根传感器技术方面的开发历程。

A：博思特POSITAL隶属于FRABA 弗瑞柏集团旗下，主要从事编码器、倾角仪、工业传感器等产品的开发和生产。从2004年设计出第一款韦根传感器开始，博思特POSITAL已拥有近二十年韦根传感器产品的开发和应用经验。2013年公司从世界领先的韦根导线制造商手中接收了导线生产，在POSITAL品牌的领导下，公司逐步建立了一支非常专业和强大的技术团队，专注于韦根导线生产和韦根传感器在多圈旋转编码器中的应用开发。

从最开始的合金冶炼，到韦根传感器装配的最终生产，整个生产过程全部都由POSITAL的工程和物流团队进行控制和优化，以确保韦根传感器产品的优秀性能和高品质。2016年，POSITAL韦根传感器的产量达到100万只每年;至2023年，有数以百万的 POSITAL韦根传感器正高效运行在各种工业生产现场。

03Q：请问韦根传感器技术的工作原理是怎样的?

A：韦根效应是一种非线性磁效应，以其发现者John R. Wiegand的名字而命名。基于韦根效应的多圈技术/能量采集技术是利用磁滞现象所导致导线磁场强度的快速反转，使拾波线圈中产生感应脉冲，即使频率趋近于零时，脉冲的电压和脉宽都是恒定的，能量恒定且与频率无关的脉冲在计量和计数应用中是很有价值的。

韦根传感器主要由线圈、铁磁体、韦根导线、磁体&屏蔽这几大部分所组成。韦根传感器利用磁场产生稳定脉冲并提供电能;一方面，脉冲能量可以被采集用于给电路供电，同时韦根传感器还可作为无线电力传输系统的一部分;另一方面，脉冲边沿很容易被检测到，这使得韦根技术完美地适用于那些低能量或可持续的解决方案中的计数和触发应用中。因此，韦根传感器同时具备脉冲属性和能量属性的双重特点，为多圈系统的计量/计数工作提供基础信号和能量供应。

04Q：韦根传感器技术在伺服电机领域的应用优势有哪些?

A：韦根传感器可应用于电机反馈编码器中，其最主要的特点便是在记录多圈时无电池且免维护;其次，韦根传感器还具有高信噪比、耐环境、无能量衰减、无机械磨损、高触发频率特点。韦根技术通常在编码器中起到了多圈计数的作用，因此其也可以与光电编码器组合出高性能的产品。

05Q：目前在中国市场上，POSITAL韦根编码器在伺服电机领域是否有成功的应用案例?应用效果如何?

A：POSITAL的产品应用范围非常广泛，其中包括工程机械、港口机械、风电、光伏、医疗、水务、机器人等，超过10个大类及50多个细分行业领域。POSITAL基于韦根技术开发的KIT编码器目前已在国内拥有不少成功案例，尤其是在工业机器人、特种机器人、AGV等对于电机免维护有较高要求的应用场合中，POSITAL开发的产品均能完美胜任。

06Q：目前在中国市场上，POSITAL传感器/编码器产品系列的布局是怎样的?

A：POSITAL目前推出的产品系列主要包括：传统工业类旋转编码器、工业倾角仪、拉绳传感器，以及专为伺服和机器人市场推出的KIT编码器系列。

其中，KIT系列编码器可为实时运动反馈提供智能、免维护且经济高效的解决方案。采用具有不间断、无电池多圈功能的独特设计，KIT系列编码器每次旋转时，韦根传感器都会产生脉冲电能，非常适合集成到伺服、步进或BLDC电机中。KIT编码器安装不需要特殊设备，并有多种机械配置，编码器外径最小可达22mm，通过增强信号处理软件还可实现具有出色延迟补偿的高分辨率位置测量功能。

此外，POSITAL还拥有一系列完整的传统工业设备位置传感器，如：倾角仪、旋转编码器、拉绳传感器等，能够为AGV、叉车、工程机械、港口起重、医疗设备、太阳能/风电等各个行业用户提供工厂自动化及移动机械的一站式解决方案。

07Q：特别是在伺服电机领域，目前POSITAL韦根编码器产品的主推型号有哪些?产品的主要规格有哪些(如：接口协议、分辨率、结构设计等等)?

A：POSITAL自2017年起陆续推出基于韦根技术的无电池KIT编码器系列。该系列目前涵盖了36mm外径、22mm外径，以及大中空产品线，均为数值多圈且无需电池。目前产品主要支持BISS-C和SSI开源接口协议，单圈分辨率最高可达19bit。

其中，我们的22mm(外径)KIT编码器是目前世界上最小的数值多圈编码器，外形小巧紧凑，多圈，无电池，无齿轮，免维护，单圈分辨率高达17bit。另外，POSITAL通孔KIT编码器采用空心轴设计，且无轴承，是一款基于韦根技术的多圈无电池测量和基于电容的单圈测量编码器，单圈分辨率为18bit(内径30mm)/19bit(内径50mm)。

POSITAL在2024年即将推出全新系列KTD系列KIT编码器，将采用全新自研EHL芯片作为计数芯片，所需能耗将大幅降低，可靠性进一步提高。单圈方面采用TMR原理磁性芯片，相比原先基于HALL原理的单圈计数，信号更为稳定，精度和分辨率均能进一步提升。新产品在长度上也将缩短4mm，让其能够更好地满足客户小型化、微型化需求，满足例如工业机器人、AGV等应用的需求。新产品还有若干其他重要升级，敬请期待!

08Q：请介绍目前POSITAL在中国市场的供应情况如何?产品的研发、生产、技术支持情况如何?货期有多长?

A：POSITAL的主要研发团队位于德国科隆，公司的两大生产基地包括：一个是位于波兰的工厂，主要供应欧洲和美洲市场的需求;另一个工厂位于马来西亚，主要满足东南亚以及中国的市场需求。未来公司将考虑在中国建厂，以满足中国本地市场客户不断增长的产品需求。

目前POSITAL物料供应正常，常规订单在5天内均可发货。POSITAL在国内各个区域均设有办事处，并由顾问可以为客户提供远程或现场咨询服务。

09Q：请问您如何看待未来中国工业市场的发展?POSITAL在中国市场是否有一些新的发展规划?

A：伴随着智能制造、工业物联网的迅猛发展，工业类编码器技术正不断创新和改进，朝着小型化、高精度、高可靠性、无需电池供电、免维护等方向发展，以尽可能地降低设备的“宕机”时间，保证产线长期的正常生产运作，增加工厂的产出效率。

中国工业市场依然充满生机，博思特POSITAL将坚定不移地在中国投资发展，展望未来，POSITAL将计划在国内设立工厂，以此满足本地市场不断增长的应用需求，为中国制造业的转型升级赋能。