ด้วยการปรับปรุงระดับของระบบอัตโนมัติของอุตสาหกรรมต่าง ๆ ความสำคัญของการควบคุมการออกกำลังกายมีความโดดเด่นมากขึ้นเรื่อย ๆในการขับมอเตอร์อย่างมีประสิทธิภาพจำเป็นต้องอธิบายอินพุตควบคุมของความเร็วและตำแหน่งอย่างไรก็ตามมีเทคโนโลยีมากมายที่ตระหนักถึงการรับรู้นี้และแต่ละเทคโนโลยีมีลักษณะและสถานการณ์แอปพลิเคชันที่แตกต่างกัน

บทความนี้จะเป็นเทคโนโลยีการตรวจจับการหมุนที่แตกต่างกันมากขึ้นและหารือเกี่ยวกับเหตุผลในการเลือกพวกเขาจากนั้นเราจะเข้าใจอุปกรณ์ล่าสุดบางส่วนในตลาด

แอปพลิเคชันการตรวจจับตำแหน่ง

เพื่อปรับปรุงความแม่นยำปรับปรุงผลผลิตและลดต้นทุนการดำเนินงานกระบวนการหลายอย่างที่จำเป็นต้องใช้งานด้วยตนเองได้รับการอัตโนมัติซึ่งเพิ่มแอพพลิเคชั่นการตรวจจับตำแหน่งอย่างรวดเร็วในความเป็นจริงตราบใดที่มีรูปแบบการออกกำลังกายบางรูปแบบมีความจำเป็นสำหรับเซ็นเซอร์ในการให้ข้อมูลตำแหน่งกับคอนโทรลเลอร์

อุตสาหกรรม 4.0 มีความคืบหน้ามากมายในด้านระบบอัตโนมัติเทคโนโลยีหุ่นยนต์กำลังได้รับความนิยมมากขึ้นเรื่อย ๆ และการดำเนินการ "ไร้คนขับ" นั้นประสบความสำเร็จในทุกสภาพอากาศและมันจะไม่เหนื่อยล้าหรือทำผิดพลาด -สิ่งนี้ต้องการให้เพลาเคลื่อนไหวแต่ละตัวติดตั้งเซ็นเซอร์เช่นเดียวกับ "หุ่นยนต์ที่ทำงานร่วมกัน" ที่ทำงานร่วมกับมนุษย์ในโรงงานดั้งเดิม

วันนี้มีหลายส่วนที่ผลิตโดยเครื่องจักร -ใช้เครื่องมือเครื่องซีเอ็นซี (CNC) บางส่วนใช้เครื่องตัดเลเซอร์และบางเครื่องใช้เครื่องพิมพ์ 3 มิติเครื่องเหล่านี้มีส่วนประกอบกิจกรรมซึ่งต้องมีการควบคุมตำแหน่งที่แม่นยำเพื่อให้บรรลุเป้าหมายคุณภาพหลังจากประมวลผลชิ้นส่วนมักจะถูกขนส่งโดยการจัดการวัสดุอัตโนมัติหรือสายพานลำเลียงซึ่งต้องใช้ฟังก์ชั่นการตรวจจับตำแหน่ง

ในโอกาสนอกโรงงานหลายแห่งยังต้องการการควบคุมตำแหน่งเช่นอุปกรณ์ทางการแพทย์ขนาดใหญ่ที่สามารถย้ายผู้ป่วยหรือสแกนเนอร์ได้นอกจากนี้หุ่นยนต์สามารถทำการผ่าตัดได้ในขณะนี้ซึ่งต้องมีการควบคุมที่แม่นยำมาก

ในด้านการขนส่งแต่ละแอปพลิเคชันเกี่ยวข้องกับการออกกำลังกายไม่ว่าจะเป็นการขนส่งแบบดั้งเดิมเช่นรถไฟเครื่องจักรกลการเกษตรเครื่องจักรก่อสร้างหรือแอพพลิเคชั่นที่เกิดขึ้นใหม่เช่นหุ่นยนต์มือถืออิสระ (AMR) และโดรนหลายพันคนในคลังสินค้าจำเป็นต้องมีการตรวจจับตำแหน่ง

ด้วยวิธีการขับขี่ทั้งหมด (ICE), Pure Electric Drive (EV) และพลังไฮบริด) รถยนต์ขับเคลื่อนทั้งหมดกำลังพัฒนาในทิศทางของการใช้ไฟฟ้า .เพื่อให้ระบบเหล่านี้ทำงานตามปกติข้อมูลตำแหน่งของคันเร่งคันเร่ง (เร่งความเร็ว) จะต้องส่งไปยังชุดควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ (ECU) หรือข้อมูลตำแหน่งของพวงมาลัยไปยังระบบควบคุมพวงมาลัย

ในขณะที่การควบคุมทางอิเล็กทรอนิกส์ขยายไปถึงเกือบทุกด้านของการทำงานของยานพาหนะเทคโนโลยีการตรวจจับตำแหน่งยังใช้กันอย่างแพร่หลายในส่วนประกอบช่วงล่าง (สำหรับการควบคุมการแบน/การขับขี่) การประกอบพลังงานและหน้าต่างไฟฟ้าซันรูฟล็อคประตูและด้านอื่น ๆ

การเปรียบเทียบเทคโนโลยีการตรวจจับตำแหน่ง

การตรวจจับตำแหน่งการหมุนส่วนใหญ่ใช้เทคโนโลยีสามอย่าง -เทคโนโลยีแม่เหล็กและเทคโนโลยีการเหนี่ยวนำ

ตัวเข้ารหัสออปติคอลมักจะถือว่ามีความแม่นยำมากที่สุด (แม้ว่าจะไม่ได้อยู่ในทุกกรณี) .

รูปที่ 1: วิธีการหลักในการตรวจจับตำแหน่งการหมุน ได้แก่ เทคโนโลยีออพติคอลแม่เหล็กและอุปนัย

โดยทั่วไปอุปกรณ์ประเภทนี้ใช้เพื่อต้องการแอพพลิเคชั่นที่มีความแม่นยำสูงเช่นหุ่นยนต์ที่มีความแม่นยำและเครื่องมือเครื่องจักรเช่นเครื่องกลึง CNC หรือเครื่องตัดเลเซอร์แม้ว่าพวกเขาจะมีความแม่นยำสูงและไม่ไวต่อสนามแม่เหล็ก แต่ก็ได้รับผลกระทบจากการสั่นสะเทือนและสิ่งสกปรกบนแผ่นดิสก์ซึ่งอาจทำให้พวกเขาล้มเหลว

เครื่องเข้ารหัสแม่เหล็กมักจะมีความแม่นยำต่ำและส่วนใหญ่จะใช้เพื่อใช้ค่าใช้จ่ายที่ละเอียดอ่อนมากพวกเขาทำงานได้ดีในกรณีที่ไม่มีการสั่นสะเทือนและมลพิษ แต่สนามแม่เหล็กภายนอกจะมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อมันซึ่ง จำกัด ขอบเขตของการใช้งาน

ความแม่นยำของตัวเข้ารหัสตัวเหนี่ยวนำนั้นดีกว่าตัวเข้ารหัสแม่เหล็กซึ่งสามารถทนต่อการสั่นสะเทือนและมลพิษในระดับสูงและไม่ไวต่อสนามแม่เหล็กข้อดีอื่น ๆ ได้แก่ : การทำซ้ำที่ดีไม่ไวต่ออุณหภูมิอุปกรณ์จำนวนน้อยขนาดเล็กและไม่จำเป็นต้องใช้วัสดุโลกหายาก (นั่นคือแม่เหล็ก)

NCS32100 เซ็นเซอร์ตำแหน่งอุปนัยคู่

เซ็นเซอร์ตำแหน่งอุปนัย NCS32100 ของ Onsemi ของ Onsemi นั้นได้รับความแม่นยำตำแหน่งที่ไม่ได้รับการติดต่อผ่านดิสก์ PCB ที่เรียบง่ายและเป็นนวัตกรรมสองตัวด้วยความแม่นยำ +50 เซนต์หรือการหมุนเชิงกล 0.0138 องศาPCB หนึ่งตัวได้รับการแก้ไขบนมอเตอร์สเตเตอร์ (ส่วนคงที่) ในขณะที่ PCB เดี่ยวตัวเดียวจะได้รับการแก้ไขบนโรเตอร์หรือเพลาPCB สองตัววางแบบขนานแยกออกจาก 0.1 มม. ถึง 2.5 มม. ตรงกลางNCS32100 ตั้งอยู่บนสเตเตอร์ PCB

ความหนา (คู่) การเดินสายนำไฟฟ้าหรือการพิมพ์ขดลวดบนดิสก์สองแผ่นมาตรา 3 สายการติดตามนำไฟฟ้าเรียกว่าขดลวดกระตุ้นพิมพ์บนสเตเตอร์ PCBNCS32100 ส่งคลื่นไซน์ 4MHz ไปยังขดลวดกระตุ้นเพื่อสร้างสนามแม่เหล็กไฟฟ้ารอบขดลวดกระตุ้นสเตเตอร์ตามกฎของการมีปฏิสัมพันธ์ของฟาราเดย์ขดลวดหยาบของโรเตอร์ตัดกับสนามแม่เหล็กไฟฟ้าและพลังงานจะถูกรวมเข้ากับขดลวดโรเตอร์เพื่อสร้างกระแสน้ำวน

ในเวลาเดียวกันขดลวดความหนาของสเตเตอร์เชื่อมต่ออินพุตตัวรับสัญญาณ NCS32100 ถึงแปดตัวเมื่อโรเตอร์หมุนกระแสน้ำวนของโรเตอร์จะรบกวนสเตเตอร์เพื่อรับขดลวดNCS32100 ประมวลผลการรบกวนเหล่านี้ผ่านอัลกอริทึม DSP ภายใน (ตัวประมวลผลสัญญาณดิจิตอล) อัลกอริทึมที่เป็นกรรมสิทธิ์ซึ่งจะทำการวัดตำแหน่งของโรเตอร์

รูปที่ 2: เทคโนโลยีอุปนัยคู่ให้ประสิทธิภาพสูงผ่านโซลูชันที่เรียบง่าย

ด้วยเซ็นเซอร์ PCB ขนาด 40 มม. NCS32100 สามารถบรรลุความแม่นยำของตำแหน่ง± 50 เซนต์ด้วยความเร็ว 6,000 รอบต่อนาทีขึ้นอยู่กับเซ็นเซอร์ PCB ขนาดใหญ่หรือโรเตอร์ที่แม่นยำและสเตเตอร์มันสามารถบรรลุความแม่นยำสูงขึ้นภายใน +/- 10 มุม

โซลูชันที่เรียบง่ายนี้จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จำนวนเล็กน้อยเพื่อให้แน่ใจว่ามีขนาดเล็กและต้นทุนต่ำนอกจากนี้ยังมีความไวต่อความผันผวนของอุณหภูมิมลพิษและสนามแม่เหล็กภายนอกอย่างสมบูรณ์

โซลูชันการรวมเทคโนโลยีอุปนัยคู่

NCS32100 ของ Ansonami รองรับเซ็นเซอร์ตำแหน่งการหมุนที่มีความแม่นยำสูงที่ออกแบบมาสำหรับการใช้งานและสิ่งแวดล้อมอุตสาหกรรมมันเป็นอุปกรณ์ตำแหน่งที่แน่นอนที่สามารถกำหนดตำแหน่งโดยไม่ต้องออกกำลังกายNCS32100 ยังสามารถคำนวณความเร็วด้วยความเร็ว 45,000 รอบต่อนาที

ด้วยความเร็วสูงถึง 6,000 รอบต่อนาที NCS32100 ให้ความแม่นยำที่สมบูรณ์± 50 เซนต์ซึ่งเทียบได้กับประสิทธิภาพของเครื่องเข้ารหัสออพติคอลจำนวนมากอุปกรณ์นี้ยังรวมแขนหรือไม่?

การสอบเทียบ -in ของ NCS32100 ช่วยให้เซ็นเซอร์สามารถบรรลุการปรับเทียบด้วยตนเองผ่านคำสั่งเดียวไม่จำเป็นต้องอ้างถึงตัวเข้ารหัสค่าสัมประสิทธิ์การสอบเทียบทั้งหมดจะถูกเก็บไว้ในหน่วยความจำที่ไม่ง่าย -to -to -loss (NVM)

โซลูชันออปติคัลทั่วไปต้องการแผ่นดิสก์ Optical PCB ทั้งหมดสามแผ่นสเตเตอร์ PCB และ PCB ไดรฟ์ LED และฟังก์ชั่นทั้งหมดต้องใช้อุปกรณ์ประมาณ 100 เครื่อง

รูปที่ 3: เทคโนโลยีอุปนัยคู่เทียบได้กับเทคโนโลยีออพติคอลอย่างแม่นยำและความซับซ้อนและค่าใช้จ่ายต่ำกว่าหลัง

ในทางตรงกันข้ามมีเพียงสอง PCB ที่ใช้โซลูชัน NC32100: Rotor เป็น PCB -layer เดียวที่ไม่มีอุปกรณ์ใด ๆ และ PCB ที่เชื่อมโยงมีอุปกรณ์เพียง 12 ตัว

ในแอพพลิเคชั่นยานยนต์แม้ว่าค่าใช้จ่ายและความน่าเชื่อถือมีความสำคัญความปลอดภัยมีความสำคัญยิ่งกว่าโดยเฉพาะอย่างยิ่งในแอปพลิเคชันเช่นการบังคับเลี้ยวหรือการเบรกเซ็นเซอร์ตำแหน่งสัมบูรณ์ระดับ Absolute ของ Ansonmi NCV77320 เป็นไปตามมาตรฐาน ISO26262 และได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับสถานการณ์แอปพลิเคชันที่สำคัญเหล่านี้ความแม่นยำในตำแหน่งของ NCV77320 คือ 194.3 มุมหรือการหมุนเชิงกล 0.0539 องศา (ขึ้นอยู่กับรูปร่างเรขาคณิต PCB โดยเฉพาะ) ส่วนใหญ่เป็นเพราะอินพุตตัวรับสัญญาณเพียง 3 ตัว การกำหนดค่า PCB ของ Essence การกำหนดค่า PCB Coil Fine Coilทั้ง NCV77320 และ NCS32100 สามารถเรียกใช้เป็นตัวเข้ารหัสแบบหมุนหรือตัวเข้ารหัสเชิงเส้น

การใช้งานของ NCV77320 รวมถึงเซ็นเซอร์แป้นเบรกเซ็นเซอร์คันเร่งคันเร่งเซ็นเซอร์ตำแหน่งมอเตอร์เซ็นเซอร์ระบบเบรกเซ็นเซอร์ยานพาหนะแนวนอนเซ็นเซอร์เกียร์เกียร์เซ็นเซอร์ตำแหน่งเค้นและเซ็นเซอร์เสริมแรง

เช่น NCS32100, NCV77320 ไม่ไวต่อมลพิษการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิและการรบกวนสนามแม่เหล็กและสามารถใช้ในสภาพแวดล้อมยานยนต์ของ -40OC ถึง +150OC

NCV77320 สามารถทำงานได้ด้วยความเร็วสูงถึง 10,800 รอบต่อนาทีและสื่อสารกับ MCU ที่สนับสนุนผ่านอินเทอร์เฟซ SPI หรืออะนาล็อกที่ส่งมา