Single-Track and Dual-Track Magnetic Encoder սկավառակների համեմատություն

Արդյունաբերական ավտոմատացման, ռոբոտների համատեղ կառավարման և նոր էներգետիկ տրանսպորտային միջոցների շարժիչ համակարգերում մագնիսական կոդավորիչներն ավելի ու ավելի կարևոր դեր են խաղում: Մագնիսական դաշտի ոչ կոնտակտային զգայության միջոցով նրանք պտտվող կամ գծային շարժումը փոխակերպում են ճշգրիտ էլեկտրական ազդանշանների՝ համակարգին տրամադրելով դիրքի, արագության և ուղղության տեղեկատվություն: Ա-ի 'սիրտը'. մագնիսական կոդավորիչը հենց այդ պարզ թվացող մագնիսական սկավառակն է (մագնիսական օղակ):

Երբ ինժեներները սկսում են բաղադրիչներ ընտրել, նրանք հաճախ բախվում են մի քանի անխուսափելի հարցերի. Ի՞նչ սցենարների համար են համապատասխանաբար հարմար ռետինե մագնիսները և ներարկման ձևավորված ֆերիտները:

1. Single-Track սկավառակներ. բավարար, բայց ոչ բավականաչափ 'խելացի'

Միակողմանի մագնիսական սկավառակն ունի միայն մեկ մագնիսացված ուղի և աշխատում է մեկ սենսորով: Այն հաշվարկում է ռոտացիայի անկյունը՝ թողարկելով իմպուլսային ազդանշաններ. ըստ էության, այն աճող կոդավորիչ է. այն կարող է միայն ասել ձեզ 'որքան է պտտվել', բայց չի կարող ուղղակիորեն որոշել 'որ ուղղությամբ է այն պտտվում' կամ 'ինչ բացարձակ դիրքում է գտնվում ներկայումս':

Այդ իսկ պատճառով, միակողմանի համակարգի հղման զրոյական կետը պետք է վերահաստատվի ամեն անգամ, երբ այն միացված է: Եթե ​​սարքն անջատված է և վերագործարկվի, նախկին դիրքի մասին բոլոր տեղեկությունները կկորչեն:

Այնուամենայնիվ, մեկ հետքերով սկավառակներն ունեն նաև անփոխարինելի արժեք՝ պարզ կառուցվածք, չափազանց ցածր գնով և ազդանշանի մշակման կարճ շղթա: Նրանք շատ հարմար են այնպիսի ծրագրերի համար, որոնք միայն արագության չափման կարիք ունեն և չեն պահանջում ուղղություն կամ բացարձակ դիրք, ինչպիսիք են օդափոխիչի արագության հայտնաբերումը, միակողմանի շարժման համակարգերը և ծախսերի նկատմամբ սովորական շարժիչի կառավարումը:

2. Երկկողմանի սկավառակներ. բացարձակ դիրքի չափում 'Երկու քանոններով'

Երկկողմանի սկավառակի հիմնական գաղափարը երկու մագնիսացված հետքեր ինտեգրելն է միևնույն մագնիսում` հիմնական և երկրորդական ուղու (սովորաբար կոչվում է վերնիե ուղի)` նրանց թվով մագնիսական բևեռների զույգերի թիվը տարբերվում է մեկով, օրինակ` 64 բևեռային զույգ` զուգակցված 63 բևեռային զույգերով կամ 33 զույգ զույգերով:

Այս դիզայնի հնարամտությունը կայանում է նրանում, որ քանի որ երկու ուղիներն ունեն տարբեր թվով բևեռային զույգեր, ցանկացած անկյունային դիրքում երկու հետքերով առաջացած մագնիսական դաշտերի համադրությունը եզակի է: Կոդավորիչի չիպը կարդում է երկու ազդանշանային ալիքների փուլային տարբերությունը և, վերնիեի սկզբունքի միջոցով (նման է վերնիե տրամաչափի ընթերցման տրամաբանությանը), կարող է հաշվարկել ընթացիկ բացարձակ անկյունային դիրքը 360°-ի սահմաններում, նույնիսկ անջատման վերագործարկումից հետո ճշգրիտ դիրքը կարող է հայտնի լինել հոսանքի վերականգնման պահին՝ առանց «զրոյի» վերադառնալու անհրաժեշտության:

Երկակի հետքերով բերված կատարողականի բարելավումները բազմաչափ են.

• Բանաձևի թռիչք . քառակուսային ապակոդավորման դեպքում երկալիքային ազդանշանները կարող են մեծացնել արդյունավետ լուծաչափը 4-ով: Մագնիսական օղակի համար, որն ունի 50 բևեռ զույգ, մեկ ուղու համակարգը կարող է ստանալ միայն 50 հաշվարկ մեկ պտույտում, մինչդեռ քառակուսային ապակոդավորմամբ երկակի ուղու համակարգը կարող է հասնել 200 հաշվարկի:

• Ուղղության հայտնաբերման հնարավորություն . Երկու ազդանշանային ալիքների փուլային հաջորդականությունը ուղղակիորեն արտացոլում է պտտման ուղղությունը՝ առանց լրացուցիչ տրամաբանական եզրակացության:

• Միջամտությունների դիմացկուն ավելորդություն . Երկալիքային ազդանշանները կարող են ստուգել միմյանց՝ հեշտացնելով սխալ իմպուլսների զտումը թրթռումային կամ էլեկտրամագնիսական միջամտության միջավայրում՝ զգալիորեն բարելավելով համակարգի կայունությունը:

• Տիեզերական արդյունավետություն . Համեմատած կողք կողքի երկու միակողմանի մագնիսական օղակների օգտագործման հետ, ինտեգրված երկշետանի կառուցվածքը կարող է նվազեցնել առանցքային տարածության զբաղվածությունը մոտ 30%-40%-ով, ինչը շատ կարևոր է ծավալի նկատմամբ զգայուն ծրագրերի համար, ինչպիսիք են ռոբոտի հոդերը:

Իհարկե, երկկողմանի լուծումը պահանջում է երկու սենսոր և ազդանշանի մշակման ավելի բարդ սխեմաներ, ուստի սարքավորումների արժեքը համեմատաբար ավելի բարձր է: Այնուամենայնիվ, դիրքավորման ճշգրտության խիստ պահանջներ ունեցող սցենարներում, ինչպիսիք են սերվո համակարգերը, ռոբոտի միացումները և առանց խոզանակների շարժիչների ճշգրիտ կառավարումը, այս ներդրումն արժե:

3. Նյութական բանավեճ. ռետինե մագնիսներ ընդդեմ ներարկման-ձուլված ֆերիտի

Անկախ նրանից, թե միայնակ, թե երկտեղանի, սկավառակի հիմքի նյութի ընտրությունը հավասարապես կարևոր է: Ներկայումս կոդավորիչի մագնիսական օղակների համար առավել հաճախ օգտագործվող երկու նյութերն են ռետինե մագնիսները և ներարկման ձևավորված ֆերիտը, որոնցից յուրաքանչյուրն ունի հստակ բնույթ:

Ռետինե մագնիսներ.

Ռետինե մագնիսները պատրաստվում են ֆերիտի մագնիսական փոշին խառնելով էլաստոմերների հետ, ինչպիսիք են նիտրիլային կաուչուկը, որին հաջորդում են բաղադրությունը, կալենդացումը և վուլկանացման ձևավորումը: Նրանց ամենամեծ առավելությունը  ճկունության և մշակման հեշտության մեջ է . դրանք կարող են պատրաստվել բարակ թիթեղների կամ գլանափաթեթների և հարմարեցվել կոր կամ հատուկ ձևավորված տեղադրման պահանջներին՝ դրանք հատկապես հարմարեցնելով տարածության սահմանափակ, թեթև սցենարների համար:

Ժամանակակից ռետինե մագնիսական կոդավորիչների մագնիսական աշխատանքը նույնպես շարունակաբար բարելավվում է: Օպտիմալացնելով ռետինե ձևակերպումը, ֆերիտի փոշու լցման հարաբերակցությունը կարող է հետագայում աճել, և արտադրողները, ինչպիսիք են NTN-ն, հասել են մագնիսական ուժի 25% աճի` համեմատած ավանդական ռետինե կոդավորիչների հետ: Մագնիսական օղակները Hutchinson's Elasto-Ferrite շարքում կարող են հասնել մինչև 3500 G մնայունության, բևեռի լայնությունը մինչև 2 մմ և 0,05°-ի սահմաններում վերահսկվող ժամանակահատվածի հանդուրժողականություն:

Այնուամենայնիվ, ռետինե մագնիսներն ունեն նաև ակնհայտ թերություններ՝  սահմանափակ ջերմաստիճանի դիմադրություն , սովորաբար 60°C-ից մինչև 80°C և համեմատաբար թույլ մագնիսական կատարում: Դրանք ավելի հարմար են փոքր և միջին չափի շարժիչների, ավտոմոբիլային ABS սենսորների և ավելի քիչ պահանջկոտ ջերմաստիճանի պահանջներով այլ դեպքերում:

Ներարկման ձևավորված ֆերիտ. կոշտ 'Ճշգրիտ ֆրակցիա'

Ներարկման ձևավորված ֆերիտը պատրաստվում է ստրոնցիումի կամ բարիումի ֆերիտի մագնիսական փոշին խառնելով ինժեներական պլաստմասսաների հետ, ինչպիսիք են նեյլոնը (PA66) կամ PPS-ը, այնուհետև այն ձևավորվում է ներարկման ձուլման միջոցով: Նրա հիմնական առավելությունները  ծավալային հետևողականության և ձուլման ազատության մեջ են . բարդ երկրաչափական ձևերը կարող են ձևավորվել ներարկման միջոցով մեկ քայլով, և չափերը շատ կայուն են խմբաքանակից խմբաքանակ, ինչը կարևոր է երկու ուղիների ճշգրիտ հավասարեցման համար երկակի հետքերով սկավառակի վրա:

Ներարկման ձևավորված ֆերիտը  զգալիորեն ավելի լավ ջերմաստիճանի դիմադրություն ունի, քան ռետինե մագնիսները : Նեյլոնե հիմքով ներարկման ձևավորված մագնիսների ջերմային դիմադրությունը կարող է հասնել 120–150°C, ինչը շատ ավելի բարձր է, քան ռետինե մագնիսների 60–80°C: Մեխանիկական դիմացկունության առումով, ներարկման միջոցով ձևավորված ֆերիտն ունի մակերեսի ավելի բարձր կարծրություն, ավելի ուժեղ մաշվածության դիմադրություն և հարվածների դիմադրություն, և երկարատև օգտագործման ընթացքում ավելի քիչ հավանական է, որ առաջանա ճաքեր կամ վնասներ: Բացի այդ, որպես օքսիդ նյութ, ֆերիտն ինքնին ունի հիանալի կոռոզիոն դիմադրություն և չի պահանջում ծածկույթի լրացուցիչ պաշտպանություն:

Երկու նյութերի հիմնական պարամետրերի համեմատություն

Ընտրության տրամաբանությունն իրականում միանգամայն պարզ է. եթե կիրառումը ձգտում է  բարձր ճշգրտության, բարձր ամրության և ջերմաստիճանի լայն տիրույթի , ներարկման ձևավորված ֆերիտը ավելի հարմար է. եթե կան  ճկունության, թեթևության և ծախսերի վերահսկման ավելի բարձր պահանջներ , ապա ռետինե մագնիսներն առավել պրագմատիկ ընտրությունն են:

4. Համակցման ռազմավարություն. Հետագծերի քանակի համապատասխանեցում նյութի հետ

Հենց որ ուղու կառուցվածքը և նյութի բնութագրերը հասկանան, ընտրությունը դառնում է մատրիցային ոճի որոշում.

• Մեկ ուղու + ռետինե մագնիս . Ամենախնայող լուծումը, որը հարմար է արագության պարզ չափման, օդափոխիչի արագության հայտնաբերման և նմանատիպ սցենարների համար:

• Միակողմանի + ներարկման ձևավորված ֆերիտ . Բարելավում է ամրությունը և ջերմաստիճանի հարմարվողականությունը՝ միաժամանակ վերահսկելի պահելով ծախսերը; հարմար է համեմատաբար կոշտ միջավայրերում, օրինակ՝ ավտոմեքենայի անիվի արագության սենսորների հավելյալ կիրառությունների համար:

• Երկկողմանի + ռետինե մագնիս . հավասարակշռում է բացարձակ դիրքավորման հնարավորությունը և թեթևությունը: NTN-ի բարձր ճշգրտության անկյունային սենսորն օգտագործում է ռետինե մագնիսական նյութից պատրաստված կրկնակի գծի կառուցվածք՝ հասնելով ±0,1° անկյունային ճշգրտության և 27% քաշի նվազեցման:

• Երկկողմանի + ներարկման ձևավորված ֆերիտ . նպատակաուղղված է առավել պահանջկոտ արդյունաբերական սցենարներին՝ սերվո շարժիչներ, ռոբոտների միացումներ և CNC հաստոցների պտտվող սեղաններ, որոնք պահանջում են բարձր ճշգրտության բացարձակ դիրքավորում, լայն ջերմաստիճանի կայունություն և երկարաժամկետ հուսալիություն:

Հարկ է նշել, որ երկակի հետքերով սկավառակի ճշգրտությունը կախված է ոչ միայն նյութից, այլև, որ ավելի կարևոր է,  մագնիսացման ճշգրտությունից : Երկու ուղիների միջև հեռավորությունը չափազանց փոքր է, և խմբաքանակի մագնիսացման ավանդական մեթոդները հակված են մագնիսական խաչասերման՝ առաջացնելով հարակից ուղիների մագնիսական բևեռների դեֆորմացիա: Արդյունաբերության առաջատար մոտեցումը 'միաբևեռ տվյալների գրառման' մագնիսացումն է, ինչպես տվյալների կոշտ սկավառակի վրա գրելը, միկրոմագնիսական գլուխները բևեռ առ բևեռ հաջորդաբար մագնիսացնում են՝ դրանով իսկ բարելավելով հետքերի միջև փուլային հավասարեցման ճշգրտությունը մինչև ենթամիկրոն մակարդակ:

Վերջնական վերլուծության մեջ, մագնիսական կոդավորիչ սկավառակ ընտրելը «պահանջների համընկնման» գործընթաց է: Մեկ ուղու սկավառակները լուծում են «որքանով է այն պտտվել» հարցը ամենապարզ ձևով, մինչդեռ երկուղի ունեցող սկավառակներն օգտագործում են երկու «կանոններ»՝ տարբեր մասշտաբներով՝ պատասխանելու առավել հիմնարար հարցին՝ «որտեղ է այն հայտնի Rubberx, իսկ տնտեսությունը, մինչդեռ հայտնի են մագնիսականները»: ներարկման ձևավորված ֆերիտը հաղթում է կոշտությամբ և ճշգրտությամբ: Երբ ուղու կառուցվածքը և նյութի բնութագրերը պատշաճ կերպով համընկնում են, մագնիսական կոդավորիչները կարող են առավելագույն արդյունավետություն ապահովել արդյունաբերական ավտոմատացման և խելացի սարքավորումներում: