Մագնիսական կոդավորիչների գործնական ուղեցույց

Ավտոմատ կառավարման համակարգերում մագնիսական կոդավորիչները գործում են սարքավորումների «զգայական նյարդերի» պես՝ ճշգրիտ ֆիքսելով շարժման յուրաքանչյուր մանրուք: Համակարգի արդյունավետ աշխատանքն ապահովելու համար շատ կարևոր է ճիշտ տեսակի ընտրությունը:

Ժամանակակից արդյունաբերական ավտոմատացման, ռոբոտաշինության և խելացի սարքավորումների մեջ մագնիսական կոդավորիչները դարձել են դիրքի հայտնաբերման հիմնական բաղադրիչները՝ շնորհիվ իրենց եզակի առավելությունների: Համեմատած ավանդական օպտիկական կոդավորիչների՝ մագնիսական կոդավորիչներն առաջարկում են ավելի մեծ շրջակա միջավայրի հարմարվողականություն, ավելի բարձր հուսալիություն և ավելի փոքր հետք:

Դիմակայելով կիրառման տարբեր պահանջներին՝ մագնիսական կոդավորիչները մշակել են տարբեր տեխնիկական ուղիներ և դասակարգման մեթոդներ, որոնցից յուրաքանչյուրն ունի իր յուրահատուկ կատարողական բնութագրերը և համապատասխան կիրառման սցենարները:

01 Մագնիսական կոդավորիչներ. Աշխատանքային սկզբունք և տեխնիկական առավելություններ

Մագնիսական կոդավորիչները դիրքի սենսորներ են, որոնք հիմնված են մագնիսական ինդուկցիայի սկզբունքի վրա , որոնք չափում են պտտվող կամ գծային տեղաշարժը՝ հայտնաբերելով մագնիսական դաշտի պարբերական փոփոխությունները:

Հիմնական բաղադրիչները ներառում են երեք մաս՝ մագնիսական մասշտաբ/օղակ, մագնիսական սենսոր և ազդանշանի մշակման միացում։.

Մագնիսական սանդղակը կամ օղակը ունի հավասարաչափ դասավորված N/S մագնիսական բևեռներ՝ ձևավորելով մագնիսական դաշտի պարբերական բաշխում։ Երբ հարաբերական շարժում է տեղի ունենում մագնիսական մասշտաբի և սենսորի միջև, մագնիսական տվիչ տարրը հայտնաբերում է մագնիսական դաշտի փոփոխությունը և թողարկում համապատասխան էլեկտրական ազդանշան, որն այնուհետև մշակվում է շղթայի կողմից՝ դիրքի մասին տեղեկատվություն ստանալու համար:

Օպտիկական կոդավորիչների համեմատ մագնիսական կոդավորիչներն առաջարկում են բազմաթիվ առավելություններ . հարմարեցում ավելի լայն ջերմաստիճանի տիրույթին; պարզ կառուցվածք և ավելի ցածր արժեք; կոշտ արդյունաբերական միջավայրում կայուն աշխատելու ունակություն.

Այս բնութագրերը հանգեցրել են մագնիսական կոդավորիչների լայն կիրառմանը այնպիսի ոլորտներում, ինչպիսիք են արդյունաբերական ավտոմատացումը, ավտոմոբիլային էլեկտրոնիկան և օդատիեզերքը:

02 Դասակարգում ըստ ազդանշանի ելքի տեսակի՝ աճող, բացարձակ և հիբրիդային

Աճող մագնիսական կոդավորիչներ

Աճող կոդավորիչները թողարկում են A և B երկֆազ իմպուլսային ազդանշաններ 90° ֆազային տարբերությամբ ; ոմանք ներառում են նաև Z-փուլի ինդեքսային ազդանշան (մեկ պտույտի համար):

Հաշվելով իմպուլսների քանակը և դատելով A և B փուլերի հաջորդականությունը՝ կարելի է որոշել շարժման հարաբերական տեղաշարժը և ուղղությունը։

Առավելությունները ՝ պարզ կառուցվածք, ցածր գնով, արձագանքման բարձր հաճախականությամբ:
Թերությունները . Էլեկտրաէներգիայի կորստից հետո դիրքի մասին տեղեկատվությունը կորչում է, ինչը պահանջում է նորից տուն:
Ծրագրեր . Հարմար է շարունակական ռոտացիայի, արագության վերահսկման և հստակ հղման կետերով առիթների համար:

Բացարձակ մագնիսական կոդավորիչներ

Բացարձակ կոդավորողի յուրաքանչյուր դիրք համապատասխանում է եզակի թվային կոդի : Այն պահպանում է դիրքի մասին տեղեկատվությունը հոսանքի կորստից հետո և անմիջապես ստանում է ընթացիկ դիրքի արժեքը միացումից հետո:

Մեկ շրջադարձի բացարձակ . 360° տիրույթում յուրաքանչյուր դիրք ունի եզակի կոդ; ծածկագիրը պտտվում է 360°-ը գերազանցելուց հետո:
Multi-Turn Absolute . ավելացնում է հեղափոխությունների հաշվարկը մեկ պտույտի հիման վրա՝ ընդլայնելով չափման տիրույթը:

Առավելությունները ՝ անջատված հիշողություն, տուն տեղափոխելու կարիք չկա, հուսալի տվյալներ:
Թերությունները . բարդ կառուցվածք, ավելի բարձր արժեք:
Կիրառումներ . Բարձր հուսալիություն պահանջող ոլորտներ, ինչպիսիք են ռոբոտի միացումները, CNC հաստոցները և օդատիեզերքը:

Հիբրիդային մագնիսական կոդավորիչներ

Հիբրիդային կոդավորիչները համատեղում են աճող և բացարձակ տիպերի առանձնահատկությունները , որոնք կարող են ելքային ինչպես բացարձակ դիրքի մասին, այնպես էլ բարձր լուծաչափի աճող ազդանշաններ:

Այս դիզայնը հավասարակշռում է համակարգի հուսալիությունն ու ճշգրտությունը, և գնալով ավելի տարածված է դառնում բարձրակարգ սերվո համակարգերում և ճշգրիտ չափման սարքավորումներում:

03 Դասակարգում ըստ մագնիսական հայտնաբերման սկզբունքի. Hall Effect, Magnetoresistive

Hall Effect Encoders

Հոլլի էֆեկտի հիման վրա, երբ հոսանք կրող հաղորդիչը տեղադրվում է մագնիսական դաշտում, առաջանում է պոտենցիալ տարբերություն ինչպես հոսանքին, այնպես էլ մագնիսական դաշտին ուղղահայաց ուղղությամբ։

Բնութագրերը . Ցածր արժեք, լավ ջերմաստիճանի բնութագրեր, երկար կյանք:
Թերություններ . համեմատաբար ցածր լուծաչափ:
Ծրագրեր . ծախսերի նկատմամբ զգայուն ծրագրեր, ինչպիսիք են ավտոմոբիլային շարժիչները և կենցաղային տեխնիկան:

Անիզոտրոպ մագնիսական դիմադրողական (AMR) կոդավորիչներ

Օգտագործեք այն հատկանիշը, որ ֆերոմագնիսական նյութերի դիմադրողականությունը փոխվում է արտաքին մագնիսական դաշտում: Զգայունությունը մի քանի կարգով բարձր է Hall տարրերից:

Բնութագրերը : Բարձր լուծաչափ, լայն հաճախականության արձագանք, կայուն ջերմաստիճանի բնութագրեր:
Թերություններ : Պահանջում է մագնիսական պաշտպանություն, ավելի բարձր արժեք:
Կիրառումներ . Բարձր ճշգրտության սերվո շարժիչներ, ճշգրիտ գործիքներ:

Հսկա Magnetoresistive (GMR) և Tunnel Magnetoresistive (TMR) կոդավորիչներ

GMR-ն և TMR-ը մագնիսական հայտնաբերման նոր սերնդի տեխնոլոգիաներ են, որոնց զգայունությունը AMR-ից բարձր է:

Բնութագրեր ՝ գերբարձր զգայունություն, ազդանշան-աղմուկ բարձր հարաբերակցություն, ցածր էներգիայի սպառում:
Թերություններ . բարդ գործընթաց, բարձր արժեք:
Կիրառումներ . գերբարձր ճշգրտության դաշտեր, ինչպիսիք են բարձրակարգ արդյունաբերական ռոբոտները և բժշկական սարքավորումները:

04 Դասակարգում ըստ կառուցվածքի տեսակի՝ պինդ լիսեռ, կույր խոռոչ, խոռոչի միջով

Կոշտ լիսեռ մագնիսական կոդավորիչներ

Սենսորը ֆիքսված միացված է պտտվող լիսեռին, որն ունի կոմպակտ կառուցվածք, ցածր ոլորող մոմենտ և ցածր գնով:

Հարմար է փոքր շարժիչների և միկրոռոբոտների համար, որոնք ունեն տարածության սահմանափակումներ, սակայն տեղադրումը պահանջում է միացում և պահանջում է բարձր հավասարեցման ճշգրտություն:

Կույր խոռոչ (կիսա-խոռոչ) մագնիսական կոդավորիչներ

Կոդավորիչը մի կողմից ունի կույր անցք և ուղղակիորեն տեղադրված է շարժիչի լիսեռի վրա՝ ապահովելով հեշտ տեղադրում և լավ հուսալիություն:

Սա այսօր ամենից հաճախ օգտագործվող կառուցվածքն է, որը հավասարակշռում է կատարողականը և արժեքը, և լայնորեն օգտագործվում է սերվո շարժիչների և արդյունաբերական ռոբոտների մեջ:

Սնամեջ (սնամեջ լիսեռ) մագնիսական կոդավորիչների միջոցով

Ունեք կենտրոնական միջանցք, որը ներթափանցում է ամբողջ կոդավորիչը , որը թույլ է տալիս մալուխի կամ լիսեռի միջով անցնել, որը բավարարում է տեղադրման հատուկ կարիքները:

Հարմար է բարդ մեխանիկական կառույցների համար, ինչպիսիք են համատեղ ռոբոտի միացումները և ճշգրիտ պտտվող սեղանները:

05 Դասակարգում ըստ ճշգրտության աստիճանի՝ առևտրային, արդյունաբերական, գործիքային

Առևտրային կարգի մագնիսական կոդավորիչներ

Բանաձև ՝ սովորաբար 12 բիթից ցածր (4096 PPR)
Ճշգրտություն ՝ ±1° կամ ավելի
Գործառնական ջերմաստիճան ՝ 0°C-ից +70°C
Կիրառումներ ՝ կենցաղային տեխնիկա, սպառողական էլեկտրոնիկա, ընդհանուր շարժիչներ

Արդյունաբերական դասի մագնիսական կոդավորիչներ

Բանաձև ՝ 12-16 բիթ (4096-65536 PPR)
Ճշգրտություն ՝ ±0,1°-ից ±0,5°
Գործառնական ջերմաստիճան ՝ -40°C-ից +85°C
Պաշտպանության գնահատական ՝ սովորաբար IP54 կամ ավելի բարձր
Ծրագրեր ՝ արդյունաբերական ավտոմատացում, սերվո շարժիչներ, էլեկտրական շարժիչներ

Գործիքների աստիճանի մագնիսական կոդավորիչներ

Բանաձև ՝ 16-24 բիթ (65536-16777216 PPR)
Ճշգրտություն ՝ ±0,01°-ից ± 0,05°
Գործառնական ջերմաստիճան ՝ -40°C-ից +110°C
Հատուկ առանձնահատկություններ ՝ ցնցումների դիմադրություն, թրթռումային դիմադրություն, EMC
հետազոտություններբարձր գիտական ​​պաշտպանություն, օդատիեզերական

06 Մագնիսական կոդավորիչի ընտրության ուղեցույց

Սահմանեք հայտի պահանջները

Շարժման տեսակը : Պտտվող, թե՞ գծային շարժում: Շարունակական, թե՞ փոխադարձ.
Վերահսկման պահանջներ . Դիրքի հսկողություն, արագության կառավարում, թե՞ երկուսն էլ:
Բնապահպանական պայմաններ . Ջերմաստիճան, խոնավություն, թրթռում, էլեկտրամագնիսական միջամտություն:

Որոշեք հիմնական պարամետրերը

Բանաձև . Ընտրեք՝ ելնելով հսկողության ճշգրտության պահանջներից, ավելի լավ չէ, որ ավելի բարձր լինի:
Ճշգրտություն . հաշվի առեք համակարգի սխալի ընդհանուր բյուջեն:
Արձագանքման հաճախականությունը . Պետք է համապատասխանի առավելագույն աշխատանքային արագության պահանջին:
Ելքային միջերես . զուգահեռ, սերիական, դաշտային ավտոբուս:

Հաշվի առեք տեղադրման պայմանները

Տարածության սահմանափակումներ . որոշեք տեղադրման թույլատրելի չափերը և մեթոդը:
Լիսեռի միացում . հաշվի առեք հավասարեցման պահանջները և տեղադրման հարմարավետությունը:
Պաշտպանության վարկանիշ . Ընտրեք համապատասխան պաշտպանություն՝ հիմնվելով շրջակա միջավայրի աղտոտիչների վրա:

Գնահատեք տնտեսական գործոնները

Բյուջեի միջակայք . Գտեք հավասարակշռության կետ կատարողականի կարիքների և ծախսերի միջև:
Կյանքի ցիկլի արժեքը . հաշվի առեք պահպանման և փոխարինման երկարաժամկետ ծախսերը:
Մատակարարման ժամկետը . Ապահովել մատակարարման շղթայի կայունությունը:

07 Մագնիսական կոդավորիչների հատուկ տեսակներ

Գծային մագնիսական կոդավորիչներ

Օգտագործվում է գծային տեղաշարժի չափման համար , որը բաղկացած է մագնիսական մասշտաբից և ընթերցման գլխիկից:

Առավելությունները . Չափումների մեծ շրջանակ, ճկուն տեղադրում, ուժեղ աղտոտման դիմադրություն:
Կիրառումներ . CNC հաստոցներ, կոորդինատային չափիչ մեքենաներ, գծային շարժիչներ:

Բազմաթիվ շրջադարձային բացարձակ մագնիսական կոդավորիչներ

Օգտագործեք Wiegand էներգիայի հավաքման տեխնոլոգիա կամ փոխանցումատուփի մեխանիզմներ՝ մեխանիկական բազմաշրջադարձ հաշվելու համար:

Բնութագրերը . կարող է պահպանել բազմաշրջադարձ դիրքի մասին տեղեկատվությունը հոսանքի կորստից հետո՝ առանց մարտկոցի կարիքի:
Կիրառումներ ՝ հողմատուրբինային համակարգեր, նավահանգստային մեքենաներ, ինժեներական մեքենաներ:

Երկկողմանի մագնիսական կոդավորիչներ

Ունեն երկու անկախ մագնիսական հայտնաբերման միավորներ , որոնք կարող են միաժամանակ երկու ազդանշան արձակել:

Առավելությունները . ավելորդ դիզայնը բարելավում է հուսալիությունը; երկակի ազդանշանները հեշտացնում են սխալի փոխհատուցումը:
Կիրառումներ . Անվտանգության կարևոր համակարգեր, հատուկ առիթներ, որոնք պահանջում են բարձր հուսալիություն:

Մագնիսական նյութերի, ինտեգրալ սխեմաների և ազդանշանի մշակման տեխնոլոգիաների առաջընթացի շնորհիվ մագնիսական կոդավորիչները զարգանում են դեպի ավելի բարձր ճշգրտություն, ավելի փոքր չափսեր և ավելի մեծ ինտելեկտ:.

Նորարարական տեխնոլոգիաները, ինչպիսիք են TMR-ի մագնիսական զգայության նոր տարրերը, խելացի ինքնաախտորոշիչ գործառույթները և շարժիչի կառավարման ինտեգրված դիզայնը, շարունակաբար ընդլայնում են մագնիսական կոդավորիչների կիրառման սահմանները:

Ապագա Արդյունաբերություն 4.0-ի և խելացի արտադրության համատեքստում մագնիսական կոդավորիչների նշանակությունը որպես «զգայական նյարդեր» սարքավորումների կարևորությունը կդառնա ավելի ակնառու՝ ապահովելով ավելի ճշգրիտ և հուսալի դիրքի ընկալման հնարավորություններ խելացի սարքավորումների համար: