随着我国工业自动化的发展,市场对伺服电机中应用的磁电式编码器的需求量越来越大。但是我国的磁电式编码器的产业化程度较低,相关产品的性价比差,远远不能满足市场的需求。这主要是由于当前的磁电式编码器多采用多对磁极结构,制作工艺复杂,性价比不易提高。因此,本文采用单对磁极磁电式编码器,对其进行了深入研究,并成功研制了高性价比、小型化、易于产业推广的伺服电机磁电式编码器。目前单对磁极磁电式编码器发展缓慢,主要是由于单对磁极结构不易获得高质量的原始电压信号,而且实现信号处理功能的硬件电路比较复杂,精度和分辨率难以提高。因此,为提高原始电压信号的质量,本文采用三相六元件的信号发生方案,通过差分处理滤除了由于装配偏差和零点漂移带来的信号误差;本文对编码器信号发生结构进行了磁场分析,依据磁场分析的结论对编码器常用的信号发生结构进行了改进,改进后的结构利用积分原理在理论上能够完全消除信号中由磁钢环表面粗糙度引起的信号噪声,进一步提高了信号质量,此结构不仅满足了本课题的需要,而且为今后研制超高精度的磁电式编码器奠定了理论基础。在编码器的信号处理方面,文中选择了基于查表方式的信号处理算法,降低了处理芯片的运算量,并通过对高性能的32位嵌入式单片机μPD70F3184的开发实现了此算法。由于该款单片机的应用,不仅简化了信号处理硬件的外围电路,满足了编码器小型化的设计要求,而且实现了编码器高速的运算能力和实时的信号处理功能,提高了编码器的精度和工作可靠性。本文将课题研制的编码器样品与现有的高性能伺服电机光电式编码器的输出信号进行了比较试验,试验结果表明本课题所研制的磁电式编码器的输出信号达到了12位精度。