চৌম্বক মেরু জোড়া: অনেকগুলি অপব্যয়কর, খুব কমই অপর্যাপ্ত—ইনজেকশন-মোল্ডেড ফেরাইট ডিস্কের নির্বাচনের সীমা কোথায়?

নির্বাচন করার সময় চৌম্বকীয় এনকোডার ডিস্ক , একটি সাধারণ অন্তর্দৃষ্টি হল: মেরু জোড়ার সংখ্যা যত বেশি, রেজোলিউশন তত বেশি এবং কর্মক্ষমতা তত বেশি। সেন্সর পর্যায়ে, এই রায় ব্যাপকভাবে বৈধ। কিন্তু একবার চুম্বক উপাদানটিকে ইনজেকশন-ছাঁচযুক্ত ফেরাইট হিসাবে স্থির করা হলে, পরিস্থিতি আরও সংক্ষিপ্ত হয়ে ওঠে। ইনজেকশন-মোল্ডেড ফেরাইটের চৌম্বক কর্মক্ষমতা সিলিং, বহু-মেরু চুম্বককরণের প্রক্রিয়া সীমা এবং সহজেই উপেক্ষা করা সত্য যে 'রেজোলিউশন ≠ নির্ভুলতা' একসাথে একটি নির্বাচন বক্ররেখা আঁকে যা কেবল 'উচ্চতর, ভাল' নয়।

প্রথমত, একটি ভিত্তি স্পষ্ট করুন: রেজোলিউশন নির্ভুলতার সমান নয়

TI অ্যাপ্লিকেশন সাহিত্য একটি সংক্ষিপ্ত সম্পর্ক দেয়: একটি একক হল ল্যাচ ব্যবহার করার সময়, প্রতি বিপ্লবের স্পন্দন চুম্বকের মেরু জোড়ার সংখ্যার সমান হয়; কোয়াড্রেচার ডিকোডিংয়ের জন্য দুটি হল ল্যাচ ব্যবহার করার সময়, প্রতি বিপ্লবের সংখ্যা খুঁটির দ্বিগুণ হয়। 'গ্র্যাজুয়েশন' এর দৃষ্টিকোণ থেকে, মেরু জোড়া সরাসরি সিস্টেমটি সমাধান করতে পারে এমন ক্ষুদ্রতম কৌণিক ধাপ নির্ধারণ করে।

কিন্তু একটি ওপেন-সোর্স ম্যাগনেটিক এনকোডার প্রকল্পের একটি অনুস্মারক প্রতিটি নির্বাচকের মনোযোগের দাবি রাখে: 'রেজোলিউশন!= নির্ভুলতা'—আপনি একটি 2.4 মিমি পোল পিচে 0.017°/ধাপে একটি তাত্ত্বিক রেজোলিউশন পেতে পারেন, কিন্তু এই ধাপগুলি পরিধির চারপাশে সমানভাবে ম্যাপ করা হয় না। অন্য কথায়,  মেরু জোড়া নির্ধারণ করে 'গ্র্যাজুয়েশন কতটা সূক্ষ্ম,' নয় 'কতটা সঠিকভাবে স্নাতক অঙ্কন করা হয়েছে।'  কৌণিক ত্রুটি মেরু পিচের সামঞ্জস্য, চুম্বকীয় সীমার স্বচ্ছতা, সেন্সর ইনস্টলেশনের উন্মাদনা এবং চুম্বকের উপাদানগত অভিন্নতা থেকে আসে। মেরু জোড়া নিজেরাই এই ত্রুটিগুলি দূর করে না; পরিবর্তে, মেরু জোড়ার সংখ্যা বৃদ্ধির সাথে সাথে তারা তাদের প্রসারিত করতে পারে।

ইনজেকশন-ছাঁচানো ফেরাইটের 'চৌম্বক কর্মক্ষমতা সিলিং'

ইনজেকশন-মোল্ডেড ফেরাইটের অবস্থান পরিষ্কার: এটি ফেরাইট পাউডার (সাধারণত স্ট্রনটিয়াম ফেরাইট) থেকে একটি পলিমার ম্যাট্রিক্স যেমন নাইলন PA12/PA6 এর সাথে মিলিত ইনজেকশন-ঢালাই করা হয়। এর সুবিধাগুলি জটিল আকারের সমন্বিত ছাঁচনির্মাণ, ভাল মাত্রিক সামঞ্জস্য, জারা প্রতিরোধের এবং কম খরচে নিহিত, তবে এর চৌম্বকীয় কর্মক্ষমতা সাধারণত ব্যবহৃত এনকোডার চুম্বক উপকরণগুলির মধ্যে নিম্ন প্রান্তে।

নির্দিষ্ট ডেটার পরিপ্রেক্ষিতে, ইনজেকশন-মোল্ডেড ফেরাইটের অবশিষ্ট আবেশ Br মোটামুটি  1.7–3.0 kGs , অভ্যন্তরীণ জবরদস্তি Hci প্রায়  2.3–4.0 kOe , এবং সর্বাধিক শক্তি পণ্য BHmax প্রায়  1-2.2 MGOe । রেফারেন্সের জন্য, বন্ডেড NdFeB-এর Br সাধারণত  4.5–7.5 kG , এবং BHmax  5-8 MGOe  বা তারও বেশি হতে পারে। এর মানে হল যে, একই সেন্সর এয়ার গ্যাপ এবং ডিটেকশন থ্রেশহোল্ডের অধীনে, ইনজেকশন-মোল্ডেড ফেরাইট যে চৌম্বক ক্ষেত্র 'সংকেত শক্তি' প্রদান করতে পারে তা NdFeB সিস্টেমের তুলনায় স্পষ্টতই দুর্বল।

মাল্টি-পোল ম্যাগনেটাইজেশনের পরে সারফেস ম্যাগনেটিক ফিল্ড ডেটা আরও সীমাবদ্ধতাকে চিত্রিত করে: পাতলা-প্রাচীরের অভ্যন্তরীণ-ব্যাস ওরিয়েন্টেড ইনজেকশন-মোল্ডেড ফেরাইট মাল্টি-পোল ম্যাগনেটিক রিংগুলির পৃষ্ঠের চৌম্বক ক্ষেত্র হল প্রায়  600-1100 Gs , যখন অ্যানিসোট্রপিক sintered উচ্চতর মান অর্জন করে। মেরু জোড়ার সংখ্যা বাড়ার সাথে সাথে প্রতিটি পৃথক মেরুর চাপের প্রস্থ সংকুচিত হয়, চৌম্বক ক্ষেত্র সংকুচিত হয়, প্রান্তের প্রভাব এবং আন্তঃ-মেরু চৌম্বকীয় ক্ষেত্রের সুপারপজিশন আরও তাৎপর্যপূর্ণ হয়ে ওঠে এবং সংকেত-থেকে-শব্দ অনুপাত আরও খারাপ হয়।  এটি এমন একটি সমস্যা নয় যা ম্যাগনেটাইজারের কারেন্ট সামঞ্জস্য করে সমাধান করা যেতে পারে; বরং, এটি মেরু জোড়ার সংখ্যার উপর উপাদানের শক্তি পণ্য দ্বারা আরোপিত একটি নরম উপরের সীমা।

পোল পিচ, বেধ এবং মেরু জোড়ার মধ্যে জ্যামিতিক সীমাবদ্ধতা

একটি ইউরোপীয় পেটেন্টে প্রদত্ত একটি অভিজ্ঞতামূলক সম্পর্ক বেশ শিক্ষণীয়: চৌম্বকীয় উপাদানটির পুরুত্ব  মেরু পিচের  (±25%) প্রায় 1.25 গুণ হওয়া উচিত, যা প্রায় 0.3-1.5 মিমি পুরুত্বের পরিসরের সাথে সম্পর্কিত; মেরু পিচ নিজেই ক্রম অনুসারে  0.25-1.25 মিমি । এই জ্যামিতিক সীমাবদ্ধতা মেরু জোড়ার সংখ্যাকে ডিস্কের ব্যাসের সাথে সংযুক্ত করে: একটি প্রদত্ত ব্যাসের জন্য, মেরু জোড়ার সংখ্যা যত বেশি হবে, মেরু পিচ তত ছোট হবে এবং প্রয়োজনীয় চুম্বক পুরুত্ব তত পাতলা হবে।

ইনজেকশন-ঢালাই করা ফেরাইটের জন্য, প্রাচীরকে পাতলা করা কার্যকরী চৌম্বকীয় প্রবাহকে আরও সংকুচিত করে। একই সময়ে, একবার মেরু পিচ সাব-মিলিমিটার স্তরে সঙ্কুচিত হয়ে গেলে, চুম্বকীয় মেরু-প্রধান নির্ভুলতা এবং চৌম্বকীয় সার্কিট ডিজাইনের জন্য সহনশীলতা উইন্ডো দ্রুত সংকুচিত হয়। শিল্পের উপকরণগুলি স্পষ্টভাবে নির্দেশ করে যে মেরু সংখ্যা যত বেশি হবে, একক-মেরু চাপের প্রস্থ তত কম হবে এবং চুম্বকীয় ফিক্সচারের মেরু-হেড নির্ভুলতা এবং চৌম্বকীয় সার্কিট ডিজাইনের জন্য প্রয়োজনীয়তা তত বেশি হবে। মতো সমস্যাগুলি  মেরু টিপসে আন্ডার-স্যাচুরেশন, চৌম্বক ক্ষেত্রের বিকৃতি এবং আন্তঃ-মেরু শূন্য-পজিশন শিফটের  তখন উপস্থিত হবে।

এটি ব্যাখ্যা করে কেন বাজারে ইনজেকশন-মোল্ডেড ফেরাইট এনকোডার ম্যাগনেটিক রিংগুলির সাধারণ স্পেসিফিকেশনগুলি  62/64 খুঁটি এবং 126/128 খুঁটির মতো অবস্থানে কেন্দ্রীভূত হয় , বরং অনির্দিষ্টকালের জন্য উপরের দিকে স্ট্যাক করা হয়। এই অবস্থানগুলি হল ভারসাম্য বিন্দু যা ইতিমধ্যে উপাদান কর্মক্ষমতা, চৌম্বককরণ প্রক্রিয়া এবং খরচের মধ্যে ইঞ্জিনিয়ারিং একত্রিত হয়েছে।

নির্বাচনের যুক্তি: 'কীভাবে জরিমানা প্রয়োজন' থেকে 'কত উচ্চ করা যায়' পর্যন্ত পিছনে কাজ করুন

একটি ব্যবহারিক নির্বাচনের পথটি উল্টানো উচিত:  প্রথমে সিস্টেমের সত্যিকারের প্রয়োজনীয় রেজোলিউশন নির্ধারণ করুন, তারপরে ইনজেকশন-ছাঁচানো ফেরাইট সেই মেরু-জোড়া গণনায় ব্যবহারযোগ্য সংকেত গুণমান সরবরাহ করতে পারে কিনা তা মূল্যায়ন করুন।

নিম্ন মেরু-জোড়া পরিসীমা (4-12 মেরু):  একটি একক মেরুর চাপের দৈর্ঘ্য বড়, এবং চৌম্বকীয় প্রবাহ যথেষ্ট, তাই ইনজেকশন-ঢালাই করা ফেরাইটের দুর্বল-চৌম্বক-ক্ষেত্রের ঘাটতি জ্যামিতিক মাত্রা দ্বারা পূরণ করা হয়। এই পরিসরটি এমন পরিস্থিতিতে উপযুক্ত যেগুলির জন্য কঠোর রেজোলিউশনের প্রয়োজন হয় না কিন্তু কম খরচে এবং ভাল সামঞ্জস্যের প্রয়োজন হয়, যেমন ফ্যান মোটর, স্মার্ট ওয়াটার মিটার এবং অ্যাপ্লায়েন্স BLDCs। এই অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে, মেরু জোড়াগুলির ভূমিকা একটি সুনির্দিষ্ট কৌণিক স্কেলের চেয়ে কম্যুটেশন রেফারেন্স প্রদানের জন্য বেশি।

মাঝারি মেরু-জোড়া পরিসীমা (16-32 মেরু):  এটি এনকোডার-স্তরের অ্যাপ্লিকেশন প্রবেশের জন্য থ্রেশহোল্ড। ইনজেকশন-মোল্ডেড ফেরাইট এখনও এই পরিসরে একটি ব্যবহারযোগ্য সংকেত-টু-শব্দ অনুপাত বজায় রাখতে পারে, এটি মাঝারি-রেজোলিউশন কোণ প্রতিক্রিয়ার জন্য উপযুক্ত করে তোলে, যেমন হিউম্যানয়েড রোবট জয়েন্ট এনকোডার এবং কিছু সার্ভো অক্জিলিয়ারী প্রতিক্রিয়া। নির্বাচনের সময়, মূল যাচাইকরণ আইটেমটি  মেরু পিচের সামঞ্জস্যতা - অভিন্ন মেরু পিচ বিতরণ সহ একটি 32-মেরু চৌম্বকীয় রিং অস্পষ্ট চুম্বককরণ সীমা সহ একটি 64-মেরু চৌম্বকীয় বলয়ের চেয়ে ভাল কৌণিক নির্ভুলতা অর্জন করতে পারে। কেবলমাত্র উচ্চ মেরু-জোড়া গণনা অনুসরণ করার পরিবর্তে

উচ্চতর পোল-পেয়ার রেঞ্জ (48-64 খুঁটি এবং তার উপরে):  ইনজেকশন-ছাঁচযুক্ত ফেরাইট প্রক্রিয়া এবং উপাদানের উপরের সীমার কাছে যেতে শুরু করে। এই পরিসরটি জন্য আরও উপযুক্ত  ডুয়াল-ট্র্যাক ডিজাইনের : প্রধান ট্র্যাকটি উচ্চ-রেজোলিউশনের ক্রমবর্ধমান বা পরম অবস্থানের জন্য দায়ী, যখন সেকেন্ডারি ট্র্যাকটি কপ্রাইম পোল-পেয়ার গণনার সাথে বিপ্লব গণনা বা মোটা অবস্থানের রেফারেন্স প্রদান করে। বাজারে ইতিমধ্যে উপলব্ধ 62/64-মেরু এবং 126/128-মেরু ডুয়াল-ট্র্যাক ম্যাগনেটিক রিংগুলি এই পদ্ধতির পণ্য। যাইহোক, এটি লক্ষ করা উচিত যে যখন মেরু জোড়ার সংখ্যা আরও বৃদ্ধি পায়, তখন পৃষ্ঠের ক্ষেত্রের ক্ষয় এবং ইনজেকশন-ছাঁচযুক্ত ফেরাইটের আন্তঃ-মেরু হস্তক্ষেপ সংকেতের গুণমানকে হ্রাস করবে। এই মুহুর্তে,  বন্ডেড NdFeB সাধারণত আরও যুক্তিসঙ্গত পছন্দ , এর উচ্চ খরচ সত্ত্বেও।

ইঞ্জিনিয়ারিং বাস্তবায়নের জন্য দুটি মূল অনুস্মারক

প্রথমত, নির্বাচন পর্যালোচনায় চুম্বকীয়করণ ক্ষমতা অন্তর্ভুক্ত করুন।  একটি চৌম্বক রিং অঙ্কন উপর মেরু-জোড়া গণনা একটি নকশা মান. প্রকৃত চৌম্বক মেরু বন্টন অভিন্ন কিনা এবং আন্তঃ-মেরু শূন্য অবস্থানগুলি স্পষ্ট কিনা তা নির্ভর করে চৌম্বকীয় ফিক্সচার এবং প্রক্রিয়ার উপর। মেরু জোড়ার সংখ্যা নির্ধারণ করার আগে, চুম্বক সরবরাহকারীকে সেই মেরু-জোড়া গণনায়  পরিমাপিত পৃষ্ঠের ক্ষেত্রের বন্টন বক্ররেখা  এবং  মেরু পিচের সামঞ্জস্যের ডেটা সরবরাহ করতে বলা উচিত  , শুধুমাত্র চৌম্বক মেরু বিন্যাসের একটি পরিকল্পিত নয়।

দ্বিতীয়ত, ডুয়াল-ট্র্যাক 'স্ট্যাকিং পোল কাউন্টস' এর জন্য একটি শর্টকাট নয়৷  ডুয়াল-ট্র্যাকের মানটি একই সাথে উচ্চ রেজোলিউশন এবং একটি পরম অবস্থানের রেফারেন্স পাওয়ার জন্য কপ্রাইম পোল-পেয়ার কাউন্টের সংমিশ্রণ ব্যবহার করে। যাইহোক, এটি দুটি চৌম্বকীয় ট্র্যাকের মধ্যে ফেজ সারিবদ্ধকরণ এবং চুম্বকীয়করণ ক্রসস্ট্যাক নিয়ন্ত্রণে উচ্চ চাহিদা রাখে। যদি প্রধান এবং গৌণ ট্র্যাকগুলির মেরু-জোড়া গণনাগুলি ভুলভাবে নির্বাচন করা হয় (উদাহরণস্বরূপ, একে অপরের খুব কাছাকাছি), তাহলে সমপরিমাণতা দ্বারা আনা অবস্থান-সমাধান সুবিধা সিগন্যাল ক্রসস্টাল দ্বারা অফসেট করা হবে। দ্বৈত ট্র্যাকের মেরু-জোড়া সংমিশ্রণটি চুম্বক প্রস্তুতকারকের দ্বারা একতরফাভাবে সিদ্ধান্ত নেওয়ার পরিবর্তে ডিকোডিং অ্যালগরিদমের সাথে একসাথে ডিজাইন করা দরকার।

নির্বাচনের সারমর্ম হল  রেজোলিউশনের প্রয়োজনীয়তা, উপাদানের ক্ষমতা, প্রক্রিয়া উইন্ডো এবং খরচের মধ্যে ছেদ খুঁজে বের করা । ইনজেকশন-ঢাকা ফেরাইট একটি 'সর্বজনীন চৌম্বকীয় রিং উপাদান' নয়। এটি নিম্ন-থেকে-মাঝারি মেরু-জোড়া পরিসরে একটি অত্যন্ত ব্যয়-কার্যকর সমাধান প্রদান করে; কিন্তু যখন মেরু-জোড়ার সংখ্যা 64-এর বেশি অগ্রসর হয়, তখন নির্বাচকদের সততার সাথে এর চৌম্বক কর্মক্ষমতা সিলিং-এর মুখোমুখি হতে হবে-হয় সংকেত গুণমানে ক্ষতি স্বীকার করতে হবে বা উচ্চ শক্তির পণ্য সহ একটি বস্তুগত সিস্টেমে ফিরে যেতে হবে।  মেরু জোড়া একটি শাসক, কিন্তু শাসক উপর গ্রাজুয়েশন সঠিকভাবে আঁকা হয় কিনা তা নির্ভর করে উপাদান এবং প্রক্রিয়া তাদের সমর্থন করতে পারে কিনা।