Avec l'amélioration du degré d'automatisation de diverses industries, l'importance du contrôle de l'exercice est de plus en plus importante.Afin de conduire efficacement le moteur, il est essentiel de décrire l'entrée de contrôle de la vitesse et de la position.Cependant, il existe de nombreuses technologies qui réalisent cette détection, et chaque technologie a différentes caractéristiques et scénarios d'application.

Cet article sera plus différent de la technologie de détection tournante et discutera des raisons de les choisir.Nous comprendrons ensuite certains des derniers appareils du marché.

Application de détection de position

Afin d'améliorer la précision, d'améliorer les rendements et de réduire les coûts d'exploitation, de nombreux processus qui nécessitaient un fonctionnement manuel ont été automatisés, ce qui a rapidement augmenté les applications de détection de localisation.En fait, tant qu'il y a une certaine forme d'exercice, il est nécessaire qu'un capteur fournisse des informations de localisation au contrôleur.

Industrial 4.0 a fait de nombreux progrès dans le domaine de l'automatisation.La technologie des robots devient de plus en plus populaire, et l'opération "sans pilote" est réalisée à tous les temps, et ce ne sera pas de la fatigue ou ne fera pas d'erreurs - cela nécessite que chaque arbre de mouvement soit équipé d'un capteur.Il en va de même pour les «robots collaboratifs» travaillant avec les humains dans les usines traditionnelles.

Aujourd'hui, de nombreuses pièces sont fabriquées par les machines à utiliser des machines CNC (CNC), certains utilisent des machines de coupe laser et certains utilisent des imprimantes 3D.Ces machines ont toutes des composants d'activité, qui nécessitent un contrôle de localisation précis pour atteindre les objectifs de qualité.Une fois les pièces traitées, elle est généralement transportée par une manutention automatisée de matériaux ou une courroie de tapis roulant, qui nécessite également une fonction de détection de position.

Dans les occasions à l'extérieur de l'usine, de nombreux endroits ont également besoin d'un contrôle de position, tels que les grands équipements médicaux qui peuvent déplacer des patients ou des scanners.De plus, les robots peuvent effectuer une chirurgie maintenant, ce qui nécessite également un contrôle très précis.

Dans le domaine des transports, chaque application implique de l'exercice.Qu'il s'agisse du transport traditionnel tel que des trains, des machines agricoles, des machines de construction ou des applications émergentes telles que des robots mobiles autonomes (AMR) et des milliers de drones dans l'entreposage, la détection de position est nécessaire.

Avec toutes les méthodes de conduite (ICE), Pure Electric Drive (EV) et Hybrid Power), toutes les voitures de conduite se développent dans le sens de l'électrification. .Afin de faire fonctionner ces systèmes normalement, les informations de localisation de la pédale de gaz (accélérateur) doivent être transmises à l'unité de commande électronique (ECU), ou les informations de localisation du volant vers le système de commande de direction.

Alors que le contrôle électronique se développe à presque tous les aspects du fonctionnement du véhicule, la technologie de détection de l'emplacement est également largement utilisée dans les composants de suspension (pour l'aplatissement / contrôle de conduite), l'assemblage d'alimentation et les fenêtres électriques, le toit ouvrant, les verrous de porte et d'autres aspects.

Comparaison de la technologie de détection de position

La détection de position rotative utilise principalement trois technologies -optiques, le magnétisme et la technologie d'inductance.

Le codeur optique est généralement considéré comme le plus précis (mais pas dans tous les cas). .

Figure 1: Les principales méthodes de détection de position rotative comprennent la technologie optique, magnétique et inductive

Généralement, ce type d'appareil est utilisé pour avoir besoin d'applications de précision élevées, telles que les robots de précision et les machines-outils tels que les tours CNC ou les machines de coupe laser.Bien qu'ils soient très précis et ne sont pas sensibles aux champs magnétiques, ils sont facilement affectés par les vibrations et la saleté sur le disque, ce qui peut les faire échouer.

Les encodeurs magnétiques sont souvent à faible précision et sont principalement utilisés pour appliquer des coûts très sensibles.Ils fonctionnent bien en l'absence de vibrations et de pollution, mais le champ magnétique externe aura un impact significatif sur l'informatique, ce qui limite leur portée d'application.

La précision du codeur d'inductance est meilleure que le codeur magnétique, qui peut résister à des degrés élevés de vibration et de pollution, et n'est pas sensible au champ magnétique.Les autres avantages comprennent: une bonne répétitivité, pas sensible à la température, un petit nombre de dispositifs, une petite taille et pas besoin de matériaux de terres rares (c'est-à-dire aimant).

NCS32100 Double capteur de position inductive

Le capteur de position inductif du NCS32100 d'Onsemi atteint une excellente précision de position sans contact avec deux disques de PCB simples et innovants, avec une précision de +50 cents ou une rotation mécanique de 0,0138 degrés.Un PCB est fixé sur le stator du moteur (partie statique), tandis qu'un autre PCB à couche unique est fixé sur un rotor ou un arbre.Deux PCB placés en parallèle, séparés de 0,1 mm à 2,5 mm au milieu.NCS32100 est situé sur le PCB du stator.

Épaisseur (double) câblage conducteur ou imprimerie de la bobine sur deux disques.Article 3 La ligne de trace conductrice est appelée bobine d'excitation, imprimée sur le PCB du stator.NCS32100 envoie une onde sinusoïdale de 4 MHz à la bobine d'excitation pour générer des champs électromagnétiques autour de la bobine d'excitation du stator.Selon la loi de l'interaction de Faraday, la bobine grossière du rotor coupe le champ électromagnétique et l'énergie est couplée dans la bobine de rotor pour former un vortex.

Dans le même temps, la bobine d'épaisseur du stator se connecte jusqu'à huit entrées NCS32100.Lorsque le rotor tourne, le vortex du rotor interfère avec le stator pour recevoir la bobine.Le NCS32100 traite ces interférences via son algorithme propriétaire interne DSP (processeur de signal numérique), mesurant ainsi la position du rotor.

Figure 2: La double technologie inductive offre des performances élevées grâce à des solutions simples

Avec un capteur PCB de 40 mm, le NCS32100 peut atteindre la précision de position de ± 50 cents à une vitesse de 6 000 tr / min.Sur la base d'un capteur PCB plus grand ou précis le rotor et le stator, il peut atteindre une précision plus élevée dans +/- 10 coins.

Cette solution simple n'a besoin que d'utiliser une petite quantité de dispositifs électroniques pour assurer une petite taille et un faible coût.De plus, il est complètement sensible aux fluctuations de température, à la pollution et aux champs magnétiques externes.

Double solution d'intégration de technologies inductives

Le NCS32100 d'Ansonami prend en charge les capteurs de position de rotation à forte provision conçus pour les applications industrielles et l'environnement.Il s'agit d'un dispositif de position absolue qui peut déterminer l'emplacement sans exercice.NCS32100 peut également calculer la vitesse à une vitesse de 45 000 tr / min.

À une vitesse allant jusqu'à 6 000 tr / min, le NCS32100 fournit une précision complète de ± 50 cents, ce qui est comparable aux performances de nombreux encodeurs optiques.Cet appareil intègre également le bras?

L'étalonnage construit de NCS32100 permet au capteur d'atteindre l'auto-calibration via une seule commande.Il n'a pas besoin de se référer à l'encodeur.Tous les coefficients d'étalonnage sont stockés dans une mémoire non easy-à-loss (NVM).

Les solutions optiques typiques nécessitent un total de trois disques optiques PCB, PCB stator et PCB de lecteur LED, et toutes les fonctions nécessitent environ 100 périphériques.

Figure 3: La double technologie inductive est comparable à la technologie optique en précision, et la complexité et le coût sont inférieurs à ce dernier

En revanche, seuls deux PCB basés sur la solution NC32100: le rotor est un PCB unique qui ne contient aucun périphérique, et le PCB lié ne contient que 12 périphériques.

Dans les applications automobiles, bien que le coût et la fiabilité soient importants, la sécurité est encore plus importante, en particulier dans les applications telles que la direction ou le freinage.Le capteur de position absolue au niveau de la voiture d'Ansonmi NCV77320 répond à la norme ISO26262 et est conçu spécifiquement pour ces scénarios d'application clés.The position accuracy of the NCV77320 is 194.3 corners or a mechanical rotation of 0.0539 degrees (specifically depends on the PCB geometric shape), mainly because it has only 3 receivers input, and the NCS32100 has 8 receivers input, and the NCV77320 does not support the Configuration du PCB de l'essence de configuration de PCB à bobine fine grossièreNCV77320 et NCS32100 peuvent être exécutés sous forme de codeur rotatif ou d'encodeur linéaire.

Les applications de NCV77320 comprennent des capteurs de pédale de frein, des capteurs de pédale d'accélérateur, des capteurs de localisation des moteurs, des capteurs de système de freinage, des capteurs horizontaux de véhicules, des capteurs d'engrenage de boîte de vitesses, des capteurs de position de papillon et des capteurs de soupape de renforcement de gaz d'échappement.

Comme NCS32100, NCV77320 n'est pas sensible à la pollution, aux changements de température et aux interférences du champ magnétique, et peut être utilisée dans l'environnement automobile de -40oC à + 150OC.

Le NCV77320 peut fonctionner à une vitesse allant jusqu'à 10 800 tr / min et communiquer avec le MCU de support via l'interface envoyée, SPI ou analogique.