巨磁阻效应在采煤机摇臂角度测量中的应用研究

"基于巨磁阻效应的采煤机摇臂角度传感器设计研究" 本文主要探讨了在采煤机自动化操作中，如何通过先进的传感器技术来提高摇臂角度测量的精度和可靠性。采煤机的摇臂是其关键的执行机构，负责切割煤炭，其摆动角度的精确控制对采煤效率和安全性至关重要。传统的方法由于检测手段的限制，往往无法满足高精度的要求。 作者提出了基于巨磁阻效应的角度传感器设计，这是一种创新的解决方案。巨磁阻效应（Giant Magnetoresistance, GMR）是指某些材料的电阻值会随着磁场强度的变化而显著改变的现象。利用这一效应，传感器可以将摇臂的机械摆动转换为可量化的磁场变化，从而实现角度的精确测量。 具体设计中，传感器在摇臂的销轴处安装了一个摇杆-旋转机械部件，该部件随着摇臂的摆动而转动，产生相应的磁场变化。核心组件是集成巨磁阻（IGMR）芯片TLE5012B，它作为磁感应元件，能敏感地捕捉到由摇臂摆动引起的磁场变化。数据处理则由单片机STM32F103C8T6负责，它不仅采集、转换这些信号，还进行处理、显示，并通过WiFi和RS485通信协议将数据传输给控制系统。 试验结果显示，这种基于巨磁阻效应的传感器在采煤机摇臂的全摆动范围内表现出良好的线性关系，非线性度仅为0.13%，最大绝对误差为0.23°，最大相对误差为0.20%。这样的高精度使得角度测量更为准确，对于优化采煤机的自动化控制、提升作业安全性和生产效率具有重要意义。 总结来说，该研究提供了一种创新的采煤机摇臂角度测量方法，利用巨磁阻效应传感器技术提高了测量精度和系统性能。这种方法有望在未来成为采煤机自动化控制中的重要组成部分，推动煤炭开采技术的进步。