Автоматтандырылған басқару жүйелерінде магниттік кодерлер жабдықтың 'сенсорлық нервтері' сияқты әрекет етіп, қозғалыстың әрбір бөлшектерін дәл түсіреді. Тиімді түрді таңдау жүйенің тиімді жұмысын қамтамасыз ету үшін өте маңызды.
Заманауи өнеркәсіптік автоматтандыруда, робототехникада және интеллектуалды жабдықта магниттік кодерлер бірегей артықшылықтарының арқасында позицияны анықтаудың негізгі компоненттеріне айналды. Дәстүрлі оптикалық кодтаушылармен салыстырғанда, магниттік кодтаушылар қоршаған ортаға көбірек бейімделуді, жоғары сенімділікті және кішірек ізді ұсынады.
Әртүрлі қолданбалы талаптарға тап бола отырып, магниттік кодтаушылар әртүрлі техникалық жолдар мен жіктеу әдістерін әзірледі, олардың әрқайсысының өзіндік бірегей өнімділік сипаттамалары және қолайлы қолдану сценарийлері бар.
01 Магниттік кодерлер: жұмыс принципі және техникалық артықшылықтары
Магниттік кодерлер позициялық сенсорлар . магниттік индукция принципіне негізделген магнит өрісіндегі мерзімді өзгерістерді анықтау арқылы айналмалы немесе сызықтық орын ауыстыруды өлшейтін
Негізгі компоненттер үш бөліктен тұрады: магниттік шкала/сақина, магниттік сенсор және сигналды өңдеу тізбегі.
Магниттік шкала немесе сақина периодты магнит өрісінің таралуын құрайтын N/S магниттік полюстерін біркелкі орналастырды. Магниттік шкала мен сенсор арасында салыстырмалы қозғалыс болған кезде, магниттік сезгіш элемент магнит өрісінің өзгеруін анықтайды және сәйкес электрлік сигналды шығарады, содан кейін позиция туралы ақпаратты алу үшін схема өңделеді.
Оптикалық кодтаушылармен салыстырғанда, магниттік кодтағыштар көптеген артықшылықтарды ұсынады : ластануға және дірілге күшті қарсылық; кеңірек температура диапазонына бейімделу; қарапайым құрылым және төмен құны; қатаң өндірістік ортада тұрақты жұмыс істеу қабілеті.
Бұл сипаттамалар өнеркәсіптік автоматика, автомобиль электроникасы және аэроғарыш өнеркәсібі сияқты салаларда магниттік кодтауыштардың кеңінен қолданылуына әкелді.
02 Сигналдың шығыс түрі бойынша жіктелуі: қосымша, абсолютті және гибридті
Инкрементті магниттік кодтаушылар
ұлғаймалы кодтағыштар шығарады 90° фазалық айырмашылықпен А және В екі фазалы импульстік сигналдарды ; кейбіреулері Z-фазалық индекс сигналын да қамтиды (әрбір айналымға бір).
Импульстардың санын санау және А және В фазаларының ретін бағалау арқылы салыстырмалы орын ауыстыру мен қозғалыс бағытын анықтауға болады.
Артықшылықтары : Қарапайым құрылым, төмен баға, жоғары жауап беру жиілігі.
Кемшіліктері : Қуат жоғалғаннан кейін орын туралы ақпарат жоғалып, үйге қайта қарауды қажет етеді.
Қолданбалар : Үздіксіз айналу, жылдамдықты басқару және нақты анықтамалық нүктелері бар жағдайлар үшін қолайлы.
Абсолютті магниттік кодерлер
Абсолюттік кодтаудың әрбір позициясы бірегей цифрлық кодқа сәйкес келеді . Ол қуат жоғалғаннан кейін орын туралы ақпаратты сақтайды және қуат қосылғаннан кейін ағымдағы позиция мәнін дереу алады.
Бір бұрылыс абсолютті : 360° диапазонында әрбір позицияның бірегей коды болады; код 360°-тан асқаннан кейін айналады.
Көп айналымды абсолютті : Өлшеу ауқымын кеңейте отырып, бір айналым негізінде айналымды санауды қосады.
Артықшылықтары : өшірілген жады, үйге қосылудың қажеті жоқ, сенімді деректер.
Кемшіліктері : Күрделі құрылым, жоғары баға.
Қолданбалар : Робот түйіспелері, CNC станоктары және аэроғарыш сияқты жоғары сенімділікті қажет ететін өрістер.
Гибридті магниттік кодерлер
Гибридті кодтаушылар инкрементті және абсолютті түрлердің мүмкіндіктерін біріктіреді , абсолютті позиция туралы ақпаратты да, жоғары ажыратымдылықтағы қосымша сигналдарды да шығаруға қабілетті.
Бұл дизайн жүйенің сенімділігі мен дәлдігін теңестіреді және жоғары деңгейлі сервожүйелер мен дәлдік өлшеу жабдығында барған сайын танымал бола түсуде.
03 Магниттік анықтау принципі бойынша жіктелуі: Холл эффектісі, магнитке төзімділік
Холл эффектінің кодерлері
Холл эффектісіне сүйене отырып, ток өткізгіш магнит өрісіне орналастырылған кезде токқа да, магнит өрісіне де перпендикуляр бағытта потенциалдар айырымы пайда болады.
Сипаттамалары : Төмен құны, жақсы температура сипаттамалары, ұзақ қызмет ету мерзімі.
Кемшіліктері : салыстырмалы төмен ажыратымдылық.
Қолданбалар : Автомобиль қозғалтқыштары мен тұрмыстық техника сияқты шығынды қажет ететін қолданбалар.
Анизотропты магниторезистивті (AMR) кодтағыштар
Сыртқы магнит өрісінде ферромагниттік материалдардың кедергісі өзгеретін сипаттаманы пайдаланыңыз. Сезімталдық Холл элементтерінен бірнеше рет жоғары.
Сипаттамалары : Жоғары ажыратымдылық, кең жиілік реакциясы, тұрақты температура сипаттамалары.
Кемшіліктері : Магниттік экрандауды қажет етеді, жоғары баға.
Қолданылуы : Жоғары дәлдіктегі сервомоторлар, дәлдік аспаптары.
Үлкен магниторезистивті (GMR) және туннельдік магниторезистивті (TMR) кодерлері
GMR және TMR - сезімталдығы AMR-ден жоғары магнитудасы бар жаңа буын магниттік анықтау технологиялары.
Сипаттамалары : Өте жоғары сезімталдық, жоғары сигнал-шуыл қатынасы, төмен қуат тұтыну.
Кемшіліктері : Күрделі процесс, жоғары құны.
Қолданбалар : жоғары деңгейлі өнеркәсіптік роботтар мен медициналық жабдықтар сияқты өте жоғары дәлдіктегі өрістер.
04 Құрылым түрі бойынша жіктелуі: қатты білік, соқыр қуыс, шұңқыр арқылы
Қатты білікті магниттік кодерлер
Датчик бекітілген түрде қосылған . ықшам құрылымды, төмен айналу моментін және төмен құнын көрсететін айналмалы білікке
Шағын қозғалтқыштар мен кеңістік шектеулері бар микророботтар үшін қолайлы, бірақ орнату муфтаны қажет етеді және жоғары туралау дәлдігін талап етеді.
Соқыр қуыс (жартылай қуыс) магниттік кодтаушылар
Кодер бір жағында соқыр тесігі бар және қозғалтқыш білігіне тікелей орнатылады, бұл оңай орнатуды және жақсы сенімділікті ұсынады.
Бұл бүгінгі күні өнімділік пен бағаны теңестіретін ең жиі қолданылатын құрылым және сервомоторлар мен өнеркәсіптік роботтарда кеңінен қолданылады.
Қуыс (қуыс білік) магниттік кодтаушылар арқылы
болуы керек . бүкіл кодтаушыға енетін орталық саңылау Арнайы орнату қажеттіліктерін қанағаттандыратын кабельді немесе білікке өтуге мүмкіндік беретін
Бірлескен робот қосылыстары және дәл айналмалы табақтар сияқты күрделі механикалық құрылымдар үшін қолайлы.
05 Дәлдік дәрежесі бойынша жіктеу: коммерциялық, өнеркәсіптік, аспаптық
Коммерциялық дәрежедегі магниттік кодтаушылар
Ажыратымдылық : Әдетте 12 биттен төмен (4096 PPR)
Дәлдік : ±1° немесе одан жоғары
Жұмыс температурасы : 0°C - +70°C
Қолданбалар : Тұрмыстық техника, тұрмыстық электроника, жалпы қозғалтқыштар
Өнеркәсіптік деңгейдегі магниттік кодтаушылар
Ажыратымдылық : 12-16 бит (4096-65536 PPR)
Дәлдік : ±0,1° - ±0,5°
Жұмыс температурасы : -40°C - +85°C
Қорғау рейтингі : Әдетте IP54 немесе одан жоғары
Қолданулар : Өнеркәсіптік автоматика, сервомоторлар, электр құралдары
Құралдың магниттік кодтары
Ажыратымдылық : 16-24 бит (65536-16777216 PPR)
Дәлдік : ±0,01° - ±0,05°
Жұмыс температурасы : -40°C - +110°C
Арнайы мүмкіндіктері : Соққыға төзімділік, дірілге төзімділік, EMC қорғанысы
Қолданулар : жоғары ғылыми зерттеу, ғарыштық зерттеу.
06 Магниттік кодтарды таңдау нұсқаулығы
Қолданбаға қойылатын талаптарды анықтаңыз
Қозғалыс түрі : айналмалы немесе сызықтық қозғалыс? Үздіксіз бе, әлде қайталама ма?
Басқару талаптары : позицияны басқару, жылдамдықты басқару немесе екеуі де?
Қоршаған орта жағдайлары : Температура, ылғалдылық, діріл, электромагниттік кедергі?
Негізгі параметрлерді анықтау
Ажыратымдылық : Басқару дәлдігі талаптары негізінде таңдаңыз, жоғарырақ болуы міндетті емес.
Дәлдік : жалпы жүйелік қате бюджетін қарастырыңыз.
Жауап беру жиілігі : максималды жұмыс жылдамдығы талабына сай болуы керек.
Шығару интерфейсі : параллель, сериялық, фельдбус.
Орнату шарттарын қарастырыңыз
Кеңістік шектеулері : рұқсат етілген орнату өлшемдері мен әдісін анықтаңыз.
Білік қосылымы : туралау талаптарын және орнату ыңғайлылығын ескеріңіз.
Қорғау рейтингі : Қоршаған ортаны ластаушы заттардың негізінде тиісті қорғанысты таңдаңыз.
Экономикалық факторларды бағалау
Бюджет ауқымы : өнімділік қажеттіліктері мен құны арасындағы теңгерім нүктесін табыңыз.
Өмірлік цикл құны : техникалық қызмет көрсету мен ауыстырудың ұзақ мерзімді шығындарын қарастырыңыз.
Жеткізу уақыты : Жеткізу тізбегінің тұрақтылығын қамтамасыз ету.
07 Магниттік кодтауыштардың арнайы түрлері
Сызықтық магниттік кодерлер
үшін қолданылады . сызықтық орын ауыстыруды өлшеу Магниттік шкала мен оқу басынан тұратын
Артықшылықтары : Үлкен өлшеу диапазоны, икемді орнату, ластануға төзімділік.
Қолданылуы : CNC станоктары, координаттарды өлшейтін станоктар, сызықты қозғалтқыштар.
Көп айналымды абсолютті магниттік кодерлер
Механикалық көп айналымды есептеуге қол жеткізу үшін пайдаланыңыз . Wiegand энергия жинау технологиясын немесе беріліс механизмдерін
Сипаттамалары : батареяны қажет етпей-ақ, қуат жоғалғаннан кейін көп айналымды жағдай туралы ақпаратты сақтай алады.
Қолданулар : жел турбиналы қадамдық жүйелер, порт машиналары, инженерлік машиналар.
Екі жолды магниттік кодерлер
бар . екі тәуелсіз магниттік анықтау қондырғысы Екі сигналды бір уақытта шығара алатын
Артықшылықтары : Артық дизайн сенімділікті арттырады; қосарлы сигналдар қателерді өтеуді жеңілдетеді.
Қолданбалар : Қауіпсіздік маңызды жүйелер, жоғары сенімділікті қажет ететін ерекше жағдайлар.
Магниттік материалдардағы, интегралды схемалардағы және сигналдарды өңдеу технологияларындағы жетістіктермен магниттік кодерлер жоғары дәлдікке, кішірек өлшемге және үлкен интеллектке қарай дамып келеді..
Жаңа TMR магниттік зондтау элементтері, интеллектуалды өзін-өзі диагностикалау функциялары және біріктірілген жетекті басқару конструкциялары сияқты инновациялық технологиялар магниттік кодтауыштардың қолдану шекараларын үздіксіз кеңейтуде.
Болашақ Индустрия 4.0 және ақылды өндіріс контекстінде интеллектуалды жабдық үшін позицияны дәлірек және сенімді қабылдау мүмкіндіктерін қамтамасыз ететін «сенсорлық нервтер» жабдықтары ретінде магниттік кодтаушылардың маңыздылығы барған сайын көрнекті болады.
