Con la mejora del grado de automatización de varias industrias, la importancia del control del ejercicio es cada vez más prominente.Para conducir efectivamente el motor, es esencial describir la entrada de control de velocidad y posición.Sin embargo, hay muchas tecnologías que se dan cuenta de esta detección, y cada tecnología tiene diferentes características y escenarios de aplicación.

Este artículo será una tecnología de detección giratoria más diferente y discutirá las razones para elegirlas.Luego entenderemos algunos de los últimos dispositivos en el mercado.

Aplicación de detección de posición

Para mejorar la precisión, mejorar los rendimientos y reducir los costos operativos, se han automatizado muchos procesos que necesitaban operación manual, lo que ha aumentado rápidamente las aplicaciones de detección de ubicación.De hecho, mientras haya una cierta forma de ejercicio, es necesario que un sensor proporcione información de ubicación al controlador.

Industrial 4.0 ha hecho muchos progresos en el campo de la automatización.La tecnología de los robots se está volviendo cada vez más popular, y la operación "no tripulada" se logra todo -weather, y no será fatiga ni cometerá errores, esto requiere que cada eje de movimiento esté equipado con un sensor.Lo mismo es cierto para que los "robots colaborativos" trabajen con humanos en las fábricas tradicionales.

Hoy en día, muchas piezas se fabrican mediante máquinas de uso de CNC (CNC), algunas usan máquinas de corte láser y otras usan impresoras 3D.Todas estas máquinas tienen componentes de actividad, que requieren un control de ubicación preciso para cumplir con los objetivos de calidad.Después de procesar las piezas, generalmente se transporta mediante manejo automático de material o cinta transportadora, lo que también requiere la función de detección de posición.

En ocasiones fuera de la fábrica, muchos lugares también necesitan control de posición, como aquellos grandes equipos médicos que pueden mover pacientes o escáneres.Además, los robots pueden realizar una cirugía ahora, lo que también requiere un control muy preciso.

En el campo del transporte, cada aplicación implica ejercicio.Ya sea que se trate de transporte tradicional, como trenes, maquinaria agrícola, maquinaria de construcción o aplicaciones emergentes como robots móviles autónomos (AMR) y miles de drones en el almacenamiento, se requiere detección de posición.

Con todos los métodos de conducción (ICE), Pure Electric Drive (EV) y energía híbrida), todos los autos de conducción se están desarrollando en la dirección de la electrificación. .Para que estos sistemas funcionen normalmente, la información de ubicación del pedal del acelerador (acelerador) debe transmitirse a la unidad de control electrónico (ECU) o la información de ubicación del volante al sistema de control de dirección.

A medida que el control electrónico se expande a casi todos los aspectos de la operación del vehículo, la tecnología de detección de ubicación también se usa ampliamente en componentes de suspensión (para el control del aplanamiento/conducción), el conjunto de energía y las ventanas eléctricas, techo solar, cerraduras de puerta y otros aspectos.

Comparación de tecnología de detección de posición

La detección de posición giratoria utiliza principalmente tres tecnologías, óptica, magnetismo e tecnología de inductancia.

El codificador óptico generalmente se considera el más preciso (aunque no en todos los casos). .

Figura 1: Los principales métodos de detección de posición giratoria incluyen tecnología óptica, magnética e inductiva

En general, este tipo de dispositivo se utiliza para necesitar aplicaciones de alta precisión, como robots de precisión y máquinas herramientas como tornos CNC o máquinas de corte con láser.Aunque son muy precisos y no son sensibles a los campos magnéticos, se ven fácilmente afectados por la vibración y la suciedad en el disco, lo que puede hacer que fallaran.

Los codificadores magnéticos a menudo son de baja precisión y se utilizan principalmente para aplicar costos muy sensibles.Se desempeñan bien en ausencia de vibración y contaminación, pero el campo magnético externo tendrá un impacto significativo en él, lo que limita su alcance de aplicación.

La precisión del codificador inductor es mejor que el codificador magnético, que puede soportar altos grados de vibración y contaminación, y no es sensible al campo magnético.Otras ventajas incluyen: buena repetitividad, no sensible a la temperatura, un pequeño número de dispositivos, un pequeño tamaño y no hay necesidad de materiales de tierras raras (es decir, imán).

Sensor de posición inductiva dual NCS32100

El sensor de posición inductiva dual de ONSEMI NCS32100 logra una excelente precisión de posición sin contacto a través de dos discos PCB simples e innovadores, con una precisión de +50 centavos o una rotación mecánica de 0.0138 grados.Una PCB se fija en el estator del motor (parte estática), mientras que otra PCB de sellada única se fija en un rotor o eje.Dos PCB colocado en paralelo, separados de 0.1 mm a 2.5 mm en el medio.NCS32100 se encuentra en el estator PCB.

Cableado o impresión de bobina de espesor (dual) en dos discos.Artículo 3 La línea de traza conductiva se llama bobina de excitación, impresa en el PCB del estator.NCS32100 envía una onda sinusoidal de 4MHz a la bobina de excitación para generar campos electromagnéticos alrededor de la bobina de excitación del estator.Según la ley de la interacción de Faraday, la bobina gruesa del rotor se cruza con el campo electromagnético, y la energía se combina en la bobina del rotor para formar un vórtice.

Al mismo tiempo, la bobina de grosor del estator conecta hasta ocho entrada de receptores NCS32100.Cuando el rotor gira, el vórtice del rotor interferirá con el estator para recibir la bobina.El NCS32100 procesa estas interferencias a través de su algoritmo propietario DSP (procesador de señal digital) interno, midiendo así la posición del rotor.

Figura 2: La tecnología inductiva dual proporciona un alto rendimiento a través de soluciones simples

Con un sensor de PCB de 40 mm, el NCS32100 puede lograr la precisión de la posición de ± 50 centavos a una velocidad de 6,000 rpm.Según un sensor de PCB más grande o preciso el rotor y el estator, puede lograr una mayor precisión dentro de +/- 10 esquinas.

Esta solución simple solo necesita usar una pequeña cantidad de dispositivos electrónicos para garantizar un tamaño pequeño y un bajo costo.Además, es completamente sensible a las fluctuaciones de temperatura, la contaminación y los campos magnéticos externos.

Solución de integración de tecnología inductiva dual

El NCS32100 de Ansonami admite sensores de posición de rotación de alta precisión diseñados para aplicaciones y entornos industriales.Es un dispositivo de posición absoluto que puede determinar la ubicación sin ejercicio.NCS32100 también puede calcular la velocidad a una velocidad de 45,000 rpm.

A una velocidad de hasta 6,000 rpm, el NCS32100 proporciona una precisión completa de ± 50 centavos, que es comparable al rendimiento de muchos codificadores ópticos.¿Este dispositivo también integra la corteza?

La calibración construida de NCS32100 permite que el sensor alcance la auto -calibración a través de un solo comando.No necesita referirse al codificador.Todos los coeficientes de calibración se almacenan en memoria no fácil -a perder (NVM).

Las soluciones ópticas típicas requieren un total de tres discos ópticos de PCB, PCB del estator y PCB de la unidad LED, y todas las funciones requieren aproximadamente 100 dispositivos.

Figura 3: La tecnología inductiva dual es comparable a la tecnología óptica en precisión, y la complejidad y el costo son más bajos que el último

Por el contrario, solo dos PCB basados ​​en la solución NC32100: el rotor es una PCB única que no contiene ningún dispositivo, y la PCB vinculada contiene solo 12 dispositivos.

En aplicaciones automotrices, aunque el costo y la confiabilidad son importantes, la seguridad es aún más importante, especialmente en aplicaciones como la dirección o el frenado.Sensor de posición absoluta de nivel de A CAR de Ansonmi NCV77320 cumple con el estándar ISO26262 y está diseñado específicamente para estos escenarios clave de la aplicación.La precisión de posición del NCV77320 es 194.3 esquinas o una rotación mecánica de 0.0539 grados (específicamente depende de la forma geométrica de PCB), principalmente porque solo tiene 3 ingresos de receptores, y el NCS32100 tiene 8 ingresos receptores, y el NCV77320 no admite el Configuración de PCB de la esencia de configuración de PCB de bobina fina gruesaTanto NCV77320 como NCS32100 se pueden ejecutar como codificador rotativo o codificador lineal.

Las aplicaciones de NCV77320 incluyen sensores de pedal de freno, sensores de pedal del acelerador, sensores de ubicación del motor, sensores del sistema de frenos, sensores horizontales del vehículo, sensores de engranajes de la caja de cambios, sensores de posición del acelerador y sensores de válvulas de refuerzo de gases de escape.

Al igual que NCS32100, NCV77320 no es sensible a la contaminación, los cambios de temperatura e interferencia del campo magnético, y puede usarse en el entorno automotriz de -40oC a +150oC.

El NCV77320 puede funcionar a una velocidad de hasta 10,800 rpm y comunicarse con el MCU de soporte a través de la interfaz SPI, SPI o analógica.