Որոնք են մշտական ​​մագնիսական կոդավորիչ մագնիսները: Տեսակներ, օգտագործում և ընտրության ուղեցույց

Երբևէ մտածե՞լ եք, թե ինչու է Magnetic Encoder համակարգը ապահովում է շարժման կայուն, ճշգրիտ արձագանք, մինչդեռ մյուսը պայքարում է աղմուկի, սխալ դասավորության կամ դիզայնի վաղ փոփոխությունների դեմ: Շատ դեպքերում տարբերությունը սկսվում է ոչ թե սենսորից, այլ մագնիսից։

Մշտական ​​մագնիսական կոդավորիչի մագնիսները ազդանշանի աղբյուրն են Մագնիսական կոդավորիչի ներսում: Նրանք ձևավորում են մագնիսական դաշտը, որը կարդում է սենսորը, որն ուղղակիորեն ազդում է դիրքի ճշգրտության, արագության հետադարձ կապի, լուծման և ընդհանուր հուսալիության վրա: Ահա թե ինչու ճիշտ կոդավորիչ մագնիս, մագնիսական կոդավորիչ օղակ կամ պտտվող կոդավորիչ մագնիս ընտրելը շատ կարևոր է ռոբոտաշինության, շարժիչների, ավտոմատացման և այլ ճշգրիտ համակարգերում:

Այս հոդվածում մենք կքննարկենք, թե որոնք են մշտական ​​մագնիսական կոդավորիչ մագնիսները, ժամանակակից ձևավորումներում օգտագործվող հիմնական տեսակները, որտեղ են դրանք կիրառվում և ինչպես ընտրել ճիշտ տարբերակը ձեր նախագծի համար: Դուք նաև կիմանաք, թե ինչպես են այնպիսի գործոններ, ինչպիսիք են մագնիսական նյութը, բևեռների օրինաչափությունը և կիրառման կարիքները, ազդում բացարձակ մագնիսական կոդավորչի կամ աճող մագնիսական կոդավորչի աշխատանքի վրա:

Ինչպես են մշտական ​​մագնիսական կոդավորիչ մագնիսները աշխատում մագնիսական կոդավորիչում

Մագնիսական պտտվող կոդավորիչը սովորաբար միավորում է երեք տարր՝ մշտական ​​մագնիս, սենսոր և ազդանշանի մշակման էլեկտրոնիկա: Երբ լիսեռը պտտվում է, մագնիսի դաշտը նույնպես պտտվում է: Սենսորը հայտնաբերում է դաշտի փոփոխությունները, այնուհետև դրանք վերածում է էլեկտրական ազդանշանների կառավարման համակարգի համար:

Շատ պտտվող ձևավորումներում մշտական ​​մագնիսը նստում է շարժիչի լիսեռի ծայրին: PCB-ի վրա Hall սենսորը կարդում է փոփոխվող դաշտը: Մեկ ընդհանուր կարգավորումներում երկու զգայական առանցք օգտագործվում են անկյունային դիրքը հաշվարկելու համար: Այնուհետև էլեկտրոնիկան այդ ազդանշանները վերածում է թվային անկյան տվյալների:

Ահա թե ինչու է մագնիսի դիզայնը այդքան կարևոր: Սենսորը կարող է կարդալ միայն այն, ինչ ստեղծում է մագնիսը: Եթե ​​դաշտը թույլ է, անկայուն կամ վատ դասավորված, կոդավորիչի ելքը կտուժի: Ահա թե ինչու թիմերը չպետք է վերաբերվեն մագնիսին որպես ընդհանուր ապրանքային մասի:

Հոլ-էֆեկտը և մագնիսական դիմադրողական զգայությունը երկուսն էլ տարածված են: Դահլիճի էֆեկտի դիզայնը լայնորեն կիրառվում է և գործնական: Մագնիսական դիմադրողական տեսակները կարող են ավելի բարձր զգայունություն և լուծում առաջարկել որոշ համակարգերում: Ավելի լավ ընտրությունը կախված է թիրախի ճշգրտությունից, փաթեթավորումից, աղմուկի հանդուրժողականությունից և արժեքից:

Մշտական ​​մագնիսական կոդավորիչ մագնիսների տեսակները

Ամենատարածվածը մագնիսական կոդավորիչի օղակի ձևաչափը օղակի մագնիսն է: Այն բնականաբար համապատասխանում է պտտվող շարժմանը: Այն նաև հավասարակշռված դաշտ է ստեղծում պտտվող մարմնի շուրջ, որն օգտակար է դարձնում պտտման կամ տատանման համար։ Օղակաձեւ մագնիսները կարող են մագնիսացվել դեմքի, շրջագծի շուրջ կամ ներքին և արտաքին եզրերի վրա՝ կախված դիզայնի նպատակից:

Օղակաձեւ մագնիս կոդավորիչի կիրառման համար հաճախ նախընտրելի է, երբ լիսեռի երկրաչափությունը թույլ է տալիս կենտրոնական անցք: Այն աջակցում է կոմպակտ հավաքմանը և կայուն պտտվող ընթերցմանը: Դիզայներները սովորաբար մտածում են ներքին տրամագծի, արտաքին տրամագծի, հաստության, բևեռների քանակի և մագնիսացման ձևի մասին:

Մեկ այլ տարբերակ է սկավառակի մագնիսները: Նրանք հարթ են, կլոր և օգտակար, երբ հավաքին անհրաժեշտ է պարզ պտտվող թիրախ: Սկավառակը կարող է լավ աշխատել, երբ փաթեթի հասանելի տարածքը մակերեսային է: Այն կարող է նաև համապատասխանել պտտվող կոդավորիչի մագնիսական դասավորություններին, որտեղ օղակ անհրաժեշտ չէ:

Տեղական են նաև աղեղն ու հատվածավոր մագնիսները։ Նրանք ձևավորված են շրջանաձև ճանապարհով հետևելու համար: Շարժիչի հետ կապված հավաքույթներում աղեղի ձևերն օգնում են համապատասխանեցնել բաղադրիչի կորությանը: Որոշ հատուկ կոդավորիչների դասավորության համար հատվածավորված կամ աղեղային կտորները կարող են աջակցել կոմպակտ փաթեթավորմանը կամ բևեռների հարմարեցված տեղադրմանը:

Մագնիսացման ուղղությունը ևս մեկ հիմնական տեսակի որոշում է: Առանցքային մագնիսացված կոդավորիչ մագնիսը ունի բևեռներ, որոնք դասավորված են հաստությամբ: Ճառագայթային մագնիսացված կոդավորիչ օղակը բևեռներ է դնում տրամագծի կամ շրջագծի շուրջ: Այդ օրինաչափությունները փոխում են, թե ինչպես է սենսորը տեսնում դաշտը, ուստի դրանք պետք է ընտրվեն սենսորի դիրքի և օդային բացվածքի ձևավորման հետ միասին:

Բազմաբևեռ ձևաչափերը նույնպես կարևոր են: Բազմաբևեռ կոդավորիչի մագնիսը օգտագործում է մի քանի հյուսիս-հարավ բևեռային զույգ օղակի կամ սկավառակի շուրջ: Սա օգնում է ստեղծել կրկնվող մագնիսական նախշը, որը սենսորը կարդում է անկյան կամ շարժման հետևելու համար: Գործնականում ավելի շատ բևեռներ կարող են աջակցել ազդանշանի ավելի նուրբ հատվածավորմանը, բայց միայն այն դեպքում, եթե սենսորը, մեխանիկան և էլեկտրոնիկան կարող են լավ օգտագործել այդ լրացուցիչ մանրամասները:

Արագ համեմատական ​​աղյուսակ

Մագնիսների տեսակը	Լավագույն պիտանիությունը	Հիմնական ուժը	Հիմնական զգուշություն
Մագնիսական կոդավորման օղակ	Պտտվող լիսեռներ	Հավասարակշռված ռոտացիոն դաշտ	Պահանջվում է ամուր տեղավորում և հավասարեցում
Սկավառակի կոդավորման մագնիս	Հարթ դասավորություններ	Պարզ փաթեթավորում	Կարող է առաջարկել ավելի քիչ ճկունություն, քան օղակները
Աղեղ / հատվածավոր մագնիս	Կոր հավաքույթներ	Լավ է սահմանափակ երկրաչափության համար	Ավելի հարմարեցված աղբյուր
Բազմաբևեռ կոդավորիչ մագնիս	Բարձր մանրամասն ազդանշանների նախշեր	Ավելի լավ ազդանշանի հատվածավորում	Ավելի կոշտ հանդուրժողականության հսկողություն

Մագնիսական կոդավորիչների տեսակները, որոնք կախված են մագնիսների դիզայնից

Մագնիսը միայնակ չի աշխատում: Այն աջակցում է կոդավորման հատուկ ճարտարապետություն: Առաջին մեծ բաժանումը բացարձակ մագնիսական կոդավորիչն է ընդդեմ աճող մագնիսական կոդավորչի : Բացարձակ համակարգերը հաղորդում են եզակի դիրքի արժեք յուրաքանչյուր կետում: Աճող համակարգերը հաղորդում են շարժման փոփոխությունները որպես իմպուլսներ:

B2B գնորդների համար սա կոմերցիոն որոշում է, ոչ միայն տեխնիկական: Եթե ​​էներգիայի կորստի վերականգնումը կարևոր է, ապա բացարձակ դիզայնը հաճախ ավելի անվտանգ ընտրություն է: Եթե ​​հավելվածը հիմնականում արագության կամ հարաբերական շարժման կարիք ունի համակարգի ավելի ցածր գնով, ապա ավելացողը կարող է բավարար լինել:

Բանաձևի լեզուն նույնպես փոխվում է ըստ տեսակի: Աճող ձևավորումները հաճախ օգտագործում են PPR կամ իմպուլսներ մեկ հեղափոխության համար: Բացարձակ նմուշները սովորաբար օգտագործում են բիտ լուծում: Ավելի բարձր լուծաչափը կարող է բարելավել հսկողության մանրամասները, բայց դա ավտոմատ կերպով չի երաշխավորում ամբողջ համակարգի ավելի լավ ճշգրտություն: Մագնիսների որակը, տեղադրումը, հավասարեցումը և սենսորի տեսակը դեռևս կարևոր են:

Պտտվող և գծային համակարգերը նույնպես տարբերվում են: Այս հոդվածը կենտրոնանում է պտտվող ծրագրերի վրա, քանի որ մշտական ​​մագնիսական կոդավորիչ մագնիսները հատկապես տարածված են այնտեղ: Պտտվող համակարգերում մագնիսի դաշտի օրինաչափությունը դառնում է անկյունային շարժման հղում:

Հուշում. Շատ թիմեր չափից ավելի կենտրոնանում են լուծաչափի թվերի և չստուգված հավասարեցման սխալի վրա, ինչը կարող է ավելի շատ վնասել իրական կատարողականին:

Մշտական ​​մագնիսական նյութերը և դրանք փոխվում են

Նյութի ընտրությունը ազդում է դաշտի ուժի, ջերմաստիճանի վարքագծի, արժեքի, կոռոզիոն դիմադրության և արտադրելիության վրա: Կոդավորող նախագծերում հատկապես կարևոր են երեք ընտանիքներ՝ NdFeB, ferrite և SmCo:

NdFeB մագնիսները լայնորեն գնահատվում են բարձր մագնիսական ուժի համար: Դրանք տարածված են, երբ փաթեթը ամուր է, և դաշտը պետք է ամուր մնա կոմպակտ տարածության մեջ: Համապատասխան նյութը նշում է, որ նեոդիմում երկաթի բորը համարվում է ամենաուժեղ հիմնական մագնիսի տեսակը և սովորաբար արտադրվում է սինթրման կամ կապի միջոցով:

Ֆերիտի մագնիսները սովորաբար շահում են ինքնարժեքով: Նրանք նաև առաջարկում են կոռոզիոն դիմադրություն և լավ դիմադրություն ապամագնիսացմանը: Օղակաձեւ մագնիսներից շատերը կերամիկական կամ ֆերիտ են, ինչը ֆերիտը դարձնում է հատկապես կարևոր ծախսերի համար զգայուն կոդավորիչ մագնիսական օղակների ծրագրերի համար: Փոխզիջումն ավելի ցածր մագնիսական ուժ է, համեմատած NdFeB-ի հետ:

SmCo մագնիսները գրավիչ են պահանջկոտ ջերմային միջավայրերի համար: Նրանք ունեն բարձր ստիպողականություն և ուժեղ դիմադրություն ապամագնիսացմանը, և նրանք կայուն են մնում ջերմաստիճանի փոփոխության պայմաններում: Նրանց բացասական կողմը փխրունությունն է և նյութի ավելի բարձր արժեքը:

Արտադրական երթուղին նույնպես կարևոր է: Պղտորված մագնիսները հաճախ ապահովում են ավելի ուժեղ կատարողականություն, մինչդեռ կապակցված մագնիսները կարող են ավելի շատ ձևի ճկունություն ապահովել: Եթե ​​ձեր կոդավորիչը անսովոր երկրաչափության, բարակ հատվածների կամ ինտեգրման հատուկ սահմանափակումների կարիք ունի, կապը կարող է օգնել: Եթե ​​դաշտի առավելագույն ուժն առաջնահերթություն է, ապա սինթրած նյութը կարող է ավելի հարմար լինել:

Նյութերի ընտրության ամփոփագիր

Նյութ	Ինչու են թիմերն ընտրում այն	Տիպիկ մտահոգություն
NdFeB	Ուժեղ դաշտ փոքր փաթեթում	Կոռոզիայի և ջերմաստիճանի սահմանները պետք է ստուգվեն
Ֆերիտ	Ավելի ցածր արժեք, կոռոզիոն դիմադրություն	Ավելի ցածր դաշտի ուժ
SmCo	Ավելի լավ ջերմային կայունություն	Ավելի բարձր արժեք և փխրունություն

Որտեղ են օգտագործվում մշտական ​​մագնիսական կոդավորիչ մագնիսները

Մշտական ​​մագնիսների կոդավորման համակարգերը լայնորեն օգտագործվում են ռոբոտաշինության և ավտոմատացման մեջ: Ռոբոտային հոդերի դեպքում նրանք օգնում են ճշգրիտ հայտնաբերել դիրքը և աջակցել կրկնվող շարժման վերահսկմանը: Սա է պատճառը, որ մագնիսական կոդավորիչները տարածված են համագործակցող ռոբոտներում և արդյունաբերական ռոբոտներում:

Նրանք կարևոր են նաև AGV-ներում և AMR-ներում: Այս մեքենաներին անհրաժեշտ է ճշգրիտ ղեկային ղեկ և դիրքի հետադարձ կապ: Նրանք նաև բախվում են ցնցումների, խառնաշփոթ միջավայրի և մշտական ​​թրթռումների: Մագնիսական նմուշներն այստեղ գրավիչ են, քանի որ դրանք կարող են հուսալի մնալ այդ պայմաններում:

CNC մեքենաները և արդյունաբերական գործիքները նույնպես օգտագործում են դրանք: Այս համակարգերին անհրաժեշտ է կրկնվող շարժման հետադարձ կապ՝ կտրելու, ձևավորելու և ավտոմատ շարժման համար: Այս դեպքերում մշտական ​​մագնիսի կոդավորիչի համապատասխան կարգավորումը կարող է աջակցել ավելի հարթ վերահսկման և սխալի ավելի ցածր մակարդակի:

Ավտոմոբիլային, բժշկական և օդատիեզերական ծրագրերում օգտագործվում են նաև մագնիսական կոդավորիչներ: Այդ ոլորտներում երկարակեցությունը և դիրքի հետադարձ կապը կարևոր նշանակություն ունեն: Ուղղորդող համակարգերը, էլեկտրական շարժիչները, վիրաբուժական ռոբոտները և կառավարման համակարգերը բոլորն էլ օրինակներ են:

Հուշում. Կոշտ միջավայրի շարժման համակարգերը հաճախ ընտրում են մագնիսական զգայարաններ, քանի որ փոշին, յուղը և թրթռումը նորմալ են, ոչ բացառիկ:

Ինչպես ընտրել ճիշտ մագնիսական կոդավորիչ մագնիս

Լավ մագնիսական կոդավորիչի մագնիսի ընտրության ուղեցույցը սկսվում է հավելվածից, այլ ոչ թե մագնիսի կատալոգից: Նախ, սահմանեք շարժման տեսակը: Արդյո՞ք այն միայն պտտվող է: Արդյո՞ք դրա հետադարձ կապը պետք է մեկ պտույտով, թե՞ բազմապատիկ: Հոսանքի կորստից հետո դրա ճշգրիտ դիրքը պե՞տք է: Այդ պատասխանները արագորեն նեղացնում են կոդավորիչի ճարտարապետությունը:

Երկրորդ՝ համապատասխանեցնել երկրաչափությունը մեխանիկային: Մագնիսական կոդավորման օղակը հաճախ լավագույնս համապատասխանում է լիսեռի վրա հիմնված պտտվող դասավորությանը: Սկավառակը կարող է ավելի հարթ փաթեթներ տեղավորել: Աղեղնավոր կամ հատվածավոր մագնիսները կարող են օգնել, երբ դիզայնը կոր է կամ տարածությունը սահմանափակ է:

Երրորդ, ուշադիր վերանայեք շրջակա միջավայրը: Փոշին, յուղը և թրթռումը կարող են աջակցել մագնիսական ընտրությանը օպտիկականի փոխարեն: Բայց ուժեղ արտաքին մագնիսական դաշտերը, ծայրահեղ ջերմաստիճանները և ցնցումները դեռևս գնահատման կարիք ունեն: Նույնիսկ մագնիսական համակարգերը սահմաններ ունեն:

Չորրորդ, ստուգեք ճշգրտությունը որպես համակարգի խնդիր: Հասկանալի է, որ մագնիսի ուժն ու որակը կարևոր են, բայց սենսորի տեսակը, հավասարեցումը և տեղադրումը նույնպես կարևոր են: Եթե ​​մագնիսը ուժեղ է, բայց թեքված, սխալ կենտրոնացված կամ վատ բացված, արդյունքը դեռ կարող է թույլ լինել:

Հինգերորդ, ստուգեք ինտերֆեյսի և աղբյուրների կարիքները: Եթե ​​կոդավորիչը կառաքվի OEM արտադրանքի մեջ, ապա սպասարկման ժամանակը, հարմարեցման աջակցությունը և ինտերֆեյսի համատեղելիությունը նույնքան կարևոր են, որքան հումքի կատարումը: SPI, SSI և նմանատիպ արդյունքները կարող են ձևավորել հարթակի համատեղելիության որոշումները:

Գործնական B2B ստուգաթերթ

• Նախ սահմանեք բացարձակ կամ աճող կարիքները:

• Հաջորդը հաստատեք օղակի, սկավառակի կամ հատվածավորված երկրաչափությունը:

• Համապատասխանեցրեք մագնիսացման նախշը սենսորի դասավորությանը:

• Վերանայեք ջերմաստիճանը, թրթռումը և միջամտության ռիսկը:

• Գործարկումից առաջ հաստատեք հավաքման իրական թույլատրելիությունը:

Ընդհանուր խնդիրներ, փոխզիջումներ և ընտրության սխալներ

Ընդհանուր սխալը գնում է միայն լուծման համար: Թիմերը կարող են ընտրել ավելի բարձր լուծաչափի թիրախային նախշ, այնուհետև անտեսել մեխանիկական արտահոսքը կամ մոնտաժման տատանումները: Դա կարող է նվազեցնել իրական ճշգրտությունը՝ չնայած վերնագրի ավելի լավ բնութագրերին:

Մեկ այլ սխալ՝ մոլորված մագնիսական դաշտերի և աղմուկի աղբյուրների անտեսումն է: Անկյունային սխալները կարող են առաջանալ սխալ դասավորվածությունից, թեքությունից, շեղված դաշտերից և մոտակա էլեկտրոնիկայի արտադրական շեղումներից: Դրանք համակարգային մակարդակի խնդիրներ են, ոչ միայն մասամբ:

Մեկ այլ ռիսկ է նյութական անհամապատասխանությունը: Էժան ֆերիտի ընտրությունը կարող է լավ լինել կոդավորիչի շատ օղակների համար, բայց այն կարող է չհամապատասխանել կոմպակտ, բարձր դաշտի դիզայնին: Ավելի ուժեղ NdFeB տարբերակը կարող է լուծել ազդանշանի հետ կապված խնդիրներ, բայց դա կարող է առաջացնել տարբեր ծախսերի կամ ջերմաստիճանի մտահոգություններ:

Վերջին սխալը կոդավորիչի ընտրությունը և մագնիսի ընտրությունը դիտարկելն է որպես առանձին աշխատանքներ: Նրանք պետք է լինեն մեկ աշխատանքային հոսք: Մագնիսների ձևը, մագնիսացումը, սենսորի տեսակը, միջերեսը և մեխանիկական հանդուրժողականությունը բոլորն ազդում են միմյանց վրա:

Magnetic Encoder vs Optical Encoder

Մագնիսական կոդավորիչը սովորաբար հստակ եզրեր ունի կեղտոտ կամ կոշտ միջավայրում: Մագնիսական կոդավորիչները շատ հուսալի են փոշու, յուղի և թրթռումների դեպքում, մինչդեռ օպտիկական նմուշներն ավելի հարմար են մաքուր, վերահսկվող պարամետրերին:

Օպտիկական համակարգերը կարող են առաջարկել շատ բարձր լուծաչափ և ճշգրիտ չափումներ: Բայց նրանք կարող են նաև ավելի մաքուր պայմանների և ավելի զգույշ պահպանման կարիք ունենալ: Մագնիսական համակարգերը հաճախ հաղթում են, երբ շահագործման ժամանակը, կոշտությունը և սպասարկման ցածր մակարդակը ավելի կարևոր են, քան բարձրակարգ օպտիկական ճշգրտությունը:

Արդյունաբերական շատ գնորդների համար սա է իրական որոշման կանոնը. ընտրել մագնիսական, երբ գործարանի միջավայրն ավելի կոշտ է, քան լաբորատոր միջավայրը: Ընտրեք օպտիկական, երբ մաքուր միջավայրը և ճշգրտության կարիքն արդարացնում են այն:

Եզրակացություն

Մշտական ​​մագնիսական կոդավորիչ մագնիսները դաշտ առաջացնող միջուկն են մագնիսական կոդավորիչ համակարգի : Նրանք որոշում են, թե ինչ կարող է կարդալ սենսորը, որքան կայուն է ազդանշանը մնում և որքան լավ է կոդավորիչը աշխատում իրական սարքավորումներում:

B2B թիմերի մեծ մասի համար ճիշտ ուղին պարզ է: Սկսեք հավելվածի կարիքներից: Այնուհետև ընտրեք կոդավորչի տեսակը, մագնիսների երկրաչափությունը, նյութը և մագնիսացման օրինաչափությունը որպես մեկ համընկնող համակարգ: Օղակաձեւ մագնիսները, սկավառակի մագնիսները և բազմաբևեռ ձևավորումները բոլորն ունեն արժեք, բայց միայն այն դեպքում, երբ դրանք համապատասխանում են սենսորային դասավորությանը և աշխատանքային միջավայրին:

SDM MAGNETICS-ը կարող է աջակցել այս գործընթացին հարմարեցված մշտական ​​մագնիսների լուծումներով: Նրա արտադրանքը օգնում է բարելավել ազդանշանի հետևողականությունը, կոմպակտ դիզայնը և կիրառման համապատասխանությունը: Այն գնորդների համար, ովքեր փնտրում են կոդավորման հուսալի կատարում, այդ գործնական արժեքը կարևոր է:

ՀՏՀ

Հարց: Ի՞նչ է Magnetic Encoder մագնիսը:

A: Այն ստեղծում է դաշտ, որը սենսորը կարդում է դիրքի և արագության համար:

Հարց. Ինչպե՞ս է աշխատում մագնիսական կոդավորիչի օղակը:

A: Այն պտտվում է սենսորի կողքով և առաջացնում է ընթեռնելի բևեռի նախշ:

Հարց: Ինչու՞ ընտրել մագնիսական կոդավորիչը օպտիկականից:

A: Այն ավելի լավ է վարվում փոշու, յուղի և թրթռումների կոշտ պայմաններում:

Հարց. Բացարձակ մագնիսական կոդավորիչ, թե՞ աճող մագնիսական կոդավորիչ:

A: Բացարձակ պահպանում է դիրքը հոսանքի կորստից հետո; աստիճանական հետքերով շարժման փոփոխություններ:

Հարց: Ի՞նչն է ազդում կոդավորիչի մագնիսի ճշգրտության վրա:

A: Մագնիսների որակը, բևեռների օրինաչափությունը, օդի բացը և հավասարեցումը բոլորը կարևոր են: