หลักการและการประยุกต์

ในระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมสมัยใหม่และการควบคุมทางกลที่มีความแม่นยำ การตรวจจับตำแหน่งการหมุนที่แม่นยำถือเป็นสิ่งสำคัญ ที่ รีโซลเวอร์สรี โซลเวอร์ หรือที่เรียกกันทั่วไปว่ารีโซลเวอร์ เป็นเซ็นเซอร์ที่เชื่อถือได้สูงซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในเซอร์โวมอเตอร์ หุ่นยนต์ และการใช้งานอื่นๆ ที่ต้องการการวางตำแหน่งที่แม่นยำ บทความนี้จะแนะนำหลักการทำงานของรีโซลเวอร์โดยย่อ และวิธีที่รีโซลเวอร์กำหนดตำแหน่งแบบหมุนได้

รีโซลเวอร์คือเซ็นเซอร์แอนะล็อกที่ใช้หลักการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งสามารถแปลงมุมเชิงกลของโรเตอร์ให้เป็นสัญญาณไฟฟ้าได้ รีโซลเวอร์ต่างจากเซนเซอร์ดิจิทัล เช่น ตัวเข้ารหัสแบบออปติคอล โดยจะส่งสัญญาณอะนาล็อกอย่างต่อเนื่องสำหรับข้อมูลตำแหน่งการหมุน ซึ่งให้ความสามารถในการป้องกันการรบกวนและความน่าเชื่อถือที่เหนือกว่า โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง

โครงสร้างหลักและหลักการทำงานของผู้แก้ปัญหาความไม่เต็มใจ

เพื่อทำความเข้าใจว่าตัวแก้ไขความไม่เต็มใจบรรลุถึงตำแหน่งการหมุนที่แม่นยำได้อย่างไร จำเป็นต้องเจาะลึกโครงสร้างทางกายภาพที่เป็นเอกลักษณ์ของตัวแก้ไขเหล่านี้ การออกแบบอันชาญฉลาดของเซนเซอร์เหล่านี้ก่อให้เกิดรากฐานของประสิทธิภาพสูงและเป็นตัวอย่างของการประยุกต์ใช้หลักการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าในทางปฏิบัติ

ปฏิวัติการออกแบบโครงสร้าง

โครงสร้างของตัวแก้ไขฝืนประกอบด้วยองค์ประกอบหลักสามส่วน ได้แก่ สเตเตอร์ , แกนโรเตอร์แกน และ ระบบขด ลวด แกนสเตเตอร์เคลือบจากแผ่นเหล็กซิลิกอนที่มีความสามารถในการซึมผ่านสูง โดยมีฟันขนาดใหญ่ (รองเท้าเสา) เจาะที่เส้นรอบวงด้านใน โดยแต่ละซี่จะแบ่งออกเป็นฟันเล็กๆ ที่เว้นระยะห่างเท่าๆ กัน การจัดเรียงและรูปร่างของฟันซี่เล็กๆ เหล่านี้ได้รับการคำนวณอย่างพิถีพิถันเพื่อให้แน่ใจว่ามีการกระจายสนามแม่เหล็กไซนูซอยด์ที่เหมาะสมที่สุด โรเตอร์นั้นเรียบง่ายกว่า ทำจากการเคลือบเหล็กซิลิกอนแบบฟันเท่านั้น โดยไม่มีขดลวดหรือชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ การออกแบบ 'พาสซีฟ' นี้ถือเป็นกุญแจสำคัญที่ทำให้รีโซลเวอร์มีความน่าเชื่อถือสูง

ระบบขดลวดตั้งอยู่บนสเตเตอร์ทั้งหมด และประกอบด้วย ขดลวดกระตุ้น และ ขดลวดเอาท์พุต มุมฉากสองเส้น (ขดลวดไซน์และโคไซน์) ขดลวดเหล่านี้มีความเข้มข้นและกระจายตามรูปแบบไซน์ซอยด์เพื่อให้แน่ใจว่าลักษณะไซน์ซอยด์ของสัญญาณเอาท์พุต โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ขดลวดเอาท์พุตถูกจัดเรียงในรูปแบบสลับและซีรีย์ย้อนกลับ ช่วยลดสัญญาณรบกวนฮาร์มอนิกได้อย่างมีประสิทธิภาพ และปรับปรุงความบริสุทธิ์ของสัญญาณ

หลักการวางตำแหน่งตามความแปรผันของความไม่เต็มใจ

หลักการทำงานของตัวแก้ไขฝืนหมุนรอบ การ ค่าสื่อกระแสไฟฟ้าของช่องว่างอากาศ ปรับ เมื่อแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับไซน์ซอยด์ (โดยทั่วไปคือ 7V ที่ 1-10kHz) ถูกจ่ายให้กับขดลวดกระตุ้น สนามแม่เหล็กสลับจะถูกสร้างขึ้นในสเตเตอร์ สนามแม่เหล็กนี้ผ่านช่องว่างอากาศไปยังโรเตอร์ เนื่องจากมีฟันของโรเตอร์ ความฝืนแม่เหล็ก (ค่าผกผันของสื่อแม่เหล็ก) ของวงจรแม่เหล็กจึงเปลี่ยนแปลงเป็นวงรอบตามตำแหน่งของโรเตอร์

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เมื่อฟันของโรเตอร์อยู่ในแนวเดียวกับฟันสเตเตอร์ ความฝืนจะลดลง และฟลักซ์แม่เหล็กจะถูกขยายให้สูงสุด ในทางกลับกัน เมื่อช่องโรเตอร์อยู่ในแนวเดียวกับฟันสเตเตอร์ ความฝืนจะเพิ่มขึ้นสูงสุด และฟลักซ์แม่เหล็กจะลดลง สำหรับระยะห่างของฟันแต่ละซี่ที่โรเตอร์หมุน ค่าสื่อนำแม่เหล็กของช่องว่างอากาศจะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงครบวงจร การมอดูเลตสนามแม่เหล็กกระตุ้นนี้จะเหนี่ยวนำสัญญาณแรงดันไฟฟ้าในขดลวดเอาท์พุต ซึ่งแอมพลิจูดมีความสัมพันธ์กับตำแหน่งเชิงมุมของโรเตอร์

ในทางคณิตศาสตร์ ถ้าแรงดันกระตุ้นคือ e₁=E₁msinωt แรงดันไฟฟ้าของขดลวดเอาท์พุตทั้งสองสามารถแสดงเป็น:

· เอาต์พุตของขดลวดไซน์: eₛ=Eₛₘcosθsinωt

· เอาต์พุตการพันโคไซน์: e_c=E_cmsinθsinωt

ในที่นี้ θ แสดงถึงมุมเชิงกลของโรเตอร์ และ ω คือความถี่เชิงมุมของสัญญาณกระตุ้น ตามหลักการแล้ว Eₛₘ และ E_cm ควรเท่ากัน แต่ค่าความคลาดเคลื่อนในการผลิตอาจทำให้เกิดข้อผิดพลาดของแอมพลิจูด โดยต้องมีการสอบเทียบหรือการชดเชยวงจร

คู่เสาและความแม่นยำในการวัด

คู่ ขั้ว ของรีโซลเวอร์สรีโซลเวอร์เป็นพารามิเตอร์ที่สำคัญซึ่งส่งผลโดยตรงต่อความแม่นยำและความละเอียดในการวัด จำนวนคู่ขั้วสอดคล้องกับจำนวนฟันของโรเตอร์ และกำหนดมุมการหมุนเชิงกลที่จำเป็นสำหรับวงจรสัญญาณไฟฟ้าที่สมบูรณ์ ตัวอย่างเช่น รีโซลเวอร์ที่มีคู่ขั้ว 4 คู่จะสร้างรอบสัญญาณไฟฟ้า 4 รอบต่อการหมุนเชิงกล โดย 'ขยาย' มุมกลได้อย่างมีประสิทธิภาพด้วยปัจจัย 4 สำหรับการวัด

ตัวแก้ไขความไม่เต็มใจทั่วไปในตลาดมีตั้งแต่ 1 ถึง 12 คู่ขั้ว การนับขั้วที่สูงกว่าตามทฤษฎีช่วยให้ได้ความละเอียดเชิงมุมที่สูงขึ้น โดยรีโซลเวอร์แบบ 12 ขั้วบรรลุ ±0.1° หรือความแม่นยำที่ดีกว่า อย่างไรก็ตาม การเพิ่มโพลคู่ยังเพิ่มความซับซ้อนในการประมวลผลสัญญาณ ทำให้จำเป็นต้องแลกกับข้อกำหนดการใช้งาน

วิธีการวัดมุมนี้ขึ้นอยู่กับความแปรผันของรีลัคแทนซ์และการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า ช่วยให้รีโซลเวอร์เตอร์รีดักแทนซ์ทำงานได้อย่างเสถียรในช่วงอุณหภูมิที่กว้าง (-55°C ถึง +155°C) โดยมีระดับการป้องกันสูงถึง IP67 หรือสูงกว่า พวกเขาสามารถทนต่อการสั่นสะเทือนและการกระแทกที่รุนแรง ทำให้เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีความต้องการสูง เช่น การใช้งานด้านยานยนต์ การบินและอวกาศ และการทหาร

เทคนิคการประมวลผลสัญญาณและการคำนวณมุม

สัญญาณแอนะล็อกที่ส่งออกโดยตัวรีโซลเวอร์สฝืนต้องใช้วงจรประมวลผลพิเศษเพื่อแปลงเป็นข้อมูลมุมดิจิตอลที่ใช้งานได้ กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับการปรับสภาพสัญญาณที่ซับซ้อนและอัลกอริธึมการถอดรหัส ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการบรรลุตำแหน่งที่มีความแม่นยำสูงในระบบรีโซลเวอร์

จากสัญญาณแอนะล็อกไปจนถึงมุมดิจิทัล

สัญญาณดิบจากรีโซลเวอร์ฝืนคือคลื่นไซน์ 2 คลื่น (sinθsinωt และ cosθsinωt) ที่ถูกมอดูเลตโดยมุมของโรเตอร์ การดึงข้อมูลมุม θ เกี่ยวข้องกับขั้นตอนการประมวลผลหลายขั้นตอน ขั้นแรก สัญญาณจะผ่าน การกรองแบนด์พาส เพื่อขจัดสัญญาณรบกวนความถี่สูงและสัญญาณรบกวนความถี่ต่ำ ถัดไป demodulation แบบไวต่อเฟส (หรือ demodulation แบบซิงโครนัส) จะลบความถี่พาหะ (โดยทั่วไปคือ 10kHz) โดยให้สัญญาณความถี่ต่ำ sinθ และ cosθ ที่มีข้อมูลมุม

โดยทั่วไประบบถอดรหัสสมัยใหม่จะใช้ ตัวประมวลผลสัญญาณดิจิทัล (DSP) หรือตัวแปลงตัวแก้ไขเป็นดิจิทัล (RDC) เฉพาะสำหรับการคำนวณมุม โปรเซสเซอร์เหล่านี้ใช้อัลกอริธึม CORDIC (Coordinate Rotation Digital Computer) หรือการดำเนินการอาร์กแทนเจนต์เพื่อแปลงสัญญาณ sinθ และ cosθ ให้เป็นค่ามุมดิจิทัล ตัวอย่างเช่น ไมโครคอนโทรลเลอร์ dsPIC30F3013 มีโมดูล ADC ในตัวสำหรับการสุ่มตัวอย่างสัญญาณทั้งสองแบบซิงโครนัส ตามด้วยอัลกอริธึมซอฟต์แวร์เพื่อคำนวณมุมที่แม่นยำ

การชดเชยข้อผิดพลาดและการปรับปรุงความแม่นยำ

ในการใช้งานจริง ปัจจัยต่างๆ อาจทำให้เกิดข้อผิดพลาดในการวัด ได้แก่:

· ความไม่สมดุลของแอมพลิจูด:

แอมพลิจูดของสัญญาณเอาท์พุตไซน์และโคไซน์ไม่เท่ากัน (Eₛₘ≠E_cm)

· ส่วนเบี่ยงเบนเฟส:

ความแตกต่างเฟสที่ไม่เหมาะ 90° ระหว่างสัญญาณทั้งสอง

· ความบิดเบี้ยวของฮาร์มอนิก:

การบิดเบือนของสัญญาณเนื่องจากการกระจายสนามแม่เหล็กที่ไม่ใช่ไซนูซอยด์

· ข้อผิดพลาดในมุมฉาก:

การเบี่ยงเบนเชิงมุมที่เกิดจากการติดตั้งขดลวดที่ไม่แม่นยำ

เพื่อปรับปรุงความแม่นยำของระบบ วงจรถอดรหัสขั้นสูงใช้เทคนิคการชดเชยต่างๆ ตัวอย่างเช่น วงจร ควบคุมอัตราขยายอัตโนมัติ (AGC) จะปรับสมดุลแอมพลิจูดของสัญญาณทั้งสอง ตัวกรองดิจิทัลจะระงับสัญญาณรบกวนฮาร์มอนิก และอัลกอริธึมซอฟต์แวร์รวมเงื่อนไขการชดเชยข้อผิดพลาดไว้ด้วย ด้วยการออกแบบและการสอบเทียบอย่างพิถีพิถัน ระบบรีโซลเวอร์สามารถเกิดข้อผิดพลาดของมุมได้ภายใน ±0.1° ซึ่งตรงตามข้อกำหนดของการใช้งานที่มีความแม่นยำสูงส่วนใหญ่

แนวโน้มของเทคโนโลยีการถอดรหัสใหม่

ความก้าวหน้าในเทคโนโลยีเซมิคอนดักเตอร์กำลังขับเคลื่อนนวัตกรรมในการประมวลผลสัญญาณรีโซลเวอร์ วงจรดีโมดูเลชันแบบแยกส่วนประกอบแบบดั้งเดิมจะค่อยๆ ถูกแทนที่ด้วย โซลูชันแบบ รวม ชิปถอดรหัสใหม่บางตัวรวมเครื่องกำเนิดสัญญาณกระตุ้น วงจรปรับสภาพสัญญาณ และหน่วยการคำนวณดิจิทัล ซึ่งทำให้การออกแบบระบบง่ายขึ้นอย่างมาก

ในขณะเดียวกัน การถอดรหัสที่กำหนดโดยซอฟต์แวร์ กำลังได้รับความนิยม แนวทางนี้ใช้ประโยชน์จากพลังการคำนวณของไมโครโปรเซสเซอร์ประสิทธิภาพสูงเพื่อใช้ฟังก์ชันการประมวลผลสัญญาณส่วนใหญ่ในซอฟต์แวร์ โดยให้ความยืดหยุ่นและความสามารถในการตั้งโปรแกรมได้มากขึ้น ตัวอย่างเช่น พารามิเตอร์ตัวกรอง อัลกอริธึมการชดเชย หรือแม้แต่รูปแบบข้อมูลเอาต์พุต สามารถปรับเปลี่ยนได้สำหรับโซลูชันการวัดมุมที่ปรับแต่งเองได้

เป็นที่น่าสังเกตว่าระบบถอดรหัสมีความสำคัญพอๆ กับตัวแก้ไขเอง วงจรถอดรหัสที่ได้รับการออกแบบมาอย่างดีสามารถตระหนักถึงศักยภาพในการทำงานของรีโซลเวอร์ได้อย่างเต็มที่ ในขณะที่โซลูชันการถอดรหัสคุณภาพต่ำอาจกลายเป็นปัญหาคอขวดของระบบการวัดทั้งหมด ดังนั้น เมื่อเลือกโซลูชันรีโซลเวอร์ จะต้องพิจารณาความเข้ากันได้ระหว่างเซ็นเซอร์และตัวถอดรหัสอย่างรอบคอบ

ข้อดีด้านประสิทธิภาพและลักษณะการใช้งานของตัวแก้ปัญหาฝืน

ด้วยหลักการทำงานและการออกแบบโครงสร้างที่เป็นเอกลักษณ์ ตัวรีโซลเวอร์สแบบฝืนจึงมีประสิทธิภาพเหนือกว่าเซ็นเซอร์ตำแหน่งแบบเดิมในการวัดประสิทธิภาพที่สำคัญหลายรายการ ข้อดีเหล่านี้ทำให้เป็นตัวเลือกที่ต้องการสำหรับการตรวจจับมุมในการใช้งานทางอุตสาหกรรมที่มีความต้องการสูง

ประสิทธิภาพที่ครอบคลุมเหนือกว่าเซ็นเซอร์แบบดั้งเดิม

เมื่อเปรียบเทียบกับอุปกรณ์ตรวจจับตำแหน่งแบบดั้งเดิม เช่น ตัวเข้ารหัสแบบออปติคัลและเซ็นเซอร์ฮอลล์ ตัวรีโซลเวอร์แบบฝืนแสดงข้อดีด้านประสิทธิภาพรอบด้าน:

· ความสามารถในการปรับตัวต่อสิ่งแวดล้อมได้ดีเยี่ยม:

ทำงานได้อย่างเสถียรในอุณหภูมิตั้งแต่ -55°C ถึง +155°C โดยมีระดับการป้องกันสูงถึง IP67 หรือสูงกว่า และสามารถทนต่อการสั่นสะเทือนและการกระแทกที่รุนแรง (เช่น สภาพแวดล้อมที่รุนแรง เช่น ห้องเครื่องของรถยนต์)

· อายุการใช้งานยาวนานโดยไม่ต้องสัมผัส:

การไม่มีขดลวดหรือแปรงบนโรเตอร์ช่วยลดการสึกหรอทางกล ทำให้มีอายุการใช้งานตามทฤษฎีได้นับหมื่นชั่วโมง

· การตอบสนองด้วยความเร็วสูงพิเศษ:

รองรับความเร็วสูงสุด 60,000 รอบต่อนาที ซึ่งเกินขีดจำกัดของตัวเข้ารหัสแบบออปติคอลส่วนใหญ่มาก

· การวัดตำแหน่งสัมบูรณ์:

ให้ข้อมูลมุมสัมบูรณ์โดยไม่ต้องมีจุดอ้างอิง โดยส่งข้อมูลตำแหน่งทันทีเมื่อเปิดเครื่อง

· ความสามารถในการป้องกันการรบกวนที่แข็งแกร่ง:

จากการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า ทำให้ไม่ไวต่อฝุ่น น้ำมัน ความชื้น และสนามแม่เหล็กภายนอก

การใช้งานหลักในรถยนต์พลังงานใหม่

ในอุตสาหกรรมยานยนต์พลังงานใหม่ ตัวรีโซลเวอร์สกลายมาเป็น มาตรฐานทองคำ สำหรับการตรวจจับตำแหน่งมอเตอร์ มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบควบคุมมอเตอร์ขับเคลื่อนของรถยนต์ไฟฟ้าแบตเตอรี่ (BEV) และรถยนต์ไฟฟ้าไฮบริด (HEV) โดยมีฟังก์ชันหลัก ได้แก่:

· การตรวจจับตำแหน่งโรเตอร์:

ให้ข้อมูลมุมโรเตอร์ที่แม่นยำสำหรับการควบคุมเวกเตอร์ของมอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวร (PMSM)

· การวัดความเร็ว:

คำนวณความเร็วของมอเตอร์จากอัตราการเปลี่ยนแปลงมุม ทำให้สามารถควบคุมความเร็วแบบวงปิดได้

· พวงมาลัยเพาเวอร์ไฟฟ้า (EPS):

ตรวจจับมุมพวงมาลัยเพื่อช่วยในการบังคับเลี้ยวที่แม่นยำ

ระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมและการใช้งานพิเศษ

นอกเหนือจากภาคยานยนต์แล้ว ตัวแก้ปัญหาฝืนยังใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม:

· เครื่องมือกล CNC:

การวัดตำแหน่งแกนหมุนและการวัดมุมแกนป้อน

· ข้อต่อหุ่นยนต์:

ควบคุมการเคลื่อนไหวของแขนหุ่นยนต์ได้อย่างแม่นยำ

· เครื่องจักรสิ่งทอ:

การควบคุมความตึงของเส้นด้ายและการตรวจจับมุมที่คดเคี้ยว

· เครื่องฉีดขึ้นรูป:

การตรวจสอบและควบคุมตำแหน่งสกรู

· การทหารและอวกาศ:

การวางตำแหน่งเสาอากาศเรดาร์ การควบคุมหางเสือขีปนาวุธ และการใช้งานในสภาพแวดล้อมสุดขั้วอื่นๆ

ในการขนส่งทางรถไฟและรางความเร็วสูง ตัวแก้ไขรีลัคแทนซ์จะถูกใช้สำหรับการตรวจจับความเร็วของมอเตอร์ฉุดและตำแหน่ง ซึ่งคุณสมบัติความน่าเชื่อถือสูงและไม่ต้องบำรุงรักษาช่วยลดต้นทุนตลอดอายุการใช้งานได้อย่างมาก สภาพแวดล้อมที่รุนแรง เช่น เครื่องจักรในเหมือง (เช่น ยานพาหนะขนส่งถ่านหินใต้ดินและมอเตอร์สายพานลำเลียง) กำลังนำตัวแก้ปัญหาฝืนใจมาแทนที่เซ็นเซอร์แบบเดิมมากขึ้นเรื่อยๆ

ด้วยการถือกำเนิดของอุตสาหกรรม 4.0 และการผลิตที่ชาญฉลาด ตัวแก้ไขปัญหาฝืนกำลังพัฒนาไปสู่ความแม่นยำที่สูงขึ้น ขนาดที่เล็กลง และความชาญฉลาดที่มากขึ้น ผลิตภัณฑ์ยุคหน้าจะมุ่งเน้นไปที่ความเข้ากันได้กับการออกแบบมอเตอร์-เกียร์-ไดรฟ์แบบรวม เช่นเดียวกับการพัฒนาตัวแปรที่ต้านทานน้ำมันและทนต่ออุณหภูมิสูง เพื่อตอบสนองความต้องการของระบบระบายความร้อนด้วยน้ำมัน นอกจากนี้ ความสามารถในการส่งสัญญาณไร้สายและการวินิจฉัยตนเองคาดว่าจะกลายเป็นเทรนด์ในอนาคต และขยายขอบเขตการใช้งานให้มากขึ้นไปอีก

ความท้าทายทางเทคนิคและแนวโน้มในอนาคตสำหรับผู้แก้ปัญหาความไม่เต็มใจ

แม้จะมีประสิทธิภาพที่โดดเด่นและความน่าเชื่อถือในด้านต่างๆ แต่ตัวแก้ไขปัญหาฝืนยังคงเผชิญกับความท้าทายทางเทคนิคและแสดงทิศทางนวัตกรรมที่ชัดเจน

ปัญหาคอขวดทางเทคนิคและวิธีแก้ปัญหาที่มีอยู่

ข้อกำหนดด้านความแม่นยำในการผลิตที่สูงถือ เป็นความท้าทายที่สำคัญสำหรับตัวแก้ไขปัญหาฝืน ความแม่นยำในการตัดเฉือนของฟันสเตเตอร์ ความสม่ำเสมอในการกระจายของขดลวด และความสมดุลไดนามิกของโรเตอร์ส่งผลโดยตรงต่อความแม่นยำและประสิทธิภาพของเซ็นเซอร์ สำหรับรีโซลเวอร์ที่มีความแม่นยำสูงซึ่งมีขั้วหลายคู่ (เช่น 12 คู่ขั้ว) แม้แต่ข้อผิดพลาดในการผลิตระดับไมครอนก็อาจทำให้เกิดข้อผิดพลาดของแอมพลิจูดหรือเฟสที่ยอมรับไม่ได้ วิธีแก้ไขปัญหานี้ได้แก่:

· ใช้ แม่พิมพ์ปั๊มที่มีความแม่นยำสูง และกระบวนการเคลือบอัตโนมัติเพื่อให้มั่นใจถึงความสม่ำเสมอและความแม่นยำของร่องฟันในแกนกลาง

· ขอแนะนำ การวิเคราะห์สนามแม่เหล็กไฟไนต์เอลิเมนต์ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบวงจรแม่เหล็ก และชดเชยความคลาดเคลื่อนในการผลิต

· การพัฒนา อัลกอริธึมการชดเชยตัวเอง เพื่อแก้ไขข้อผิดพลาดของเซนเซอร์โดยอัตโนมัติในระหว่างการประมวลผลสัญญาณ

ความท้าทายอีกประการหนึ่งคือ ความ ในการรวมระบบ ซับซ้อน แม้ว่าตัวรีโซลเวอร์จะมีโครงสร้างที่เรียบง่าย แต่ระบบการวัดที่สมบูรณ์ก็รวมถึงระบบย่อย เช่น แหล่งจ่ายไฟกระตุ้น วงจรปรับสภาพสัญญาณ และอัลกอริธึมการถอดรหัส ซึ่งอาจกลายเป็นปัญหาคอขวดได้หากออกแบบมาไม่ดี เพื่อแก้ไขปัญหานี้ อุตสาหกรรมกำลังมุ่งสู่ โซลูชั่นแบบครบวงจร :

· การรวมเครื่องกำเนิดการกระตุ้น การปรับสภาพสัญญาณ และวงจรถอดรหัสไว้ในชิปตัวเดียวเพื่อทำให้การออกแบบระบบง่ายขึ้น

· การพัฒนาอินเทอร์เฟซมาตรฐาน (เช่น SPI, CAN) เพื่อการบูรณาการอย่างราบรื่นกับตัวควบคุมหลัก

· จัดเตรียมชุดการพัฒนาที่ครอบคลุม รวมถึงการออกแบบอ้างอิง ไลบรารีซอฟต์แวร์ และเครื่องมือสอบเทียบ

ทิศทางนวัตกรรมและแนวโน้มในอนาคต

นวัตกรรมด้านวัสดุ จะนำความก้าวหน้าด้านประสิทธิภาพมาสู่ตัวแก้ไขความไม่เต็มใจ คอมโพสิตแม่เหล็กอ่อน (SMC) ใหม่ที่มีคุณสมบัติแม่เหล็กไอโซโทรปิกสามมิติสามารถปรับการกระจายสนามแม่เหล็กให้เหมาะสมและลดการบิดเบือนฮาร์มอนิก ในขณะเดียวกัน วัสดุฉนวนที่มีความเสถียรที่อุณหภูมิสูงและสารเคลือบป้องกันการกัดกร่อนจะขยายช่วงสภาพแวดล้อมการทำงานของเซ็นเซอร์

ความฉลาด เป็นอีกทิศทางที่สำคัญสำหรับผู้แก้ปัญหาความไม่เต็มใจในอนาคต ด้วยการรวมไมโครโปรเซสเซอร์และอินเทอร์เฟซการสื่อสารเข้าด้วยกัน รีโซลเวอร์สามารถบรรลุ:

· ฟังก์ชันการวินิจฉัยตนเอง:

การตรวจสอบสภาพของเซ็นเซอร์แบบเรียลไทม์และการทำนายอายุการใช้งานที่เหลืออยู่

· การชดเชยแบบปรับได้:

การปรับพารามิเตอร์การชดเชยอัตโนมัติตามการเปลี่ยนแปลงสภาพแวดล้อม (เช่น อุณหภูมิ)

·อินเทอร์เฟซแบบเครือข่าย:

รองรับโปรโตคอลการสื่อสารขั้นสูง เช่น อีเธอร์เน็ตอุตสาหกรรม ซึ่งอำนวยความสะดวกในการรวมเข้ากับระบบ IoT เชิงอุตสาหกรรม (IIoT)

ในแง่ของ การขยายการใช้งาน ตัวแก้ไขความไม่เต็มใจกำลังก้าวหน้าไปในสองทิศทาง: ไปสู่ การใช้งานที่มีความแม่นยำระดับสูงขึ้น (เช่น อุปกรณ์การผลิตเซมิคอนดักเตอร์ หุ่นยนต์ทางการแพทย์) ที่ต้องการความละเอียดและความน่าเชื่อถือที่มากขึ้น และไปสู่ การใช้งานที่ประหยัดและแพร่หลายมากขึ้น (เช่น เครื่องใช้ในครัวเรือน เครื่องมือไฟฟ้า) ผ่านการออกแบบที่เรียบง่ายและการผลิตจำนวนมากเพื่อลดต้นทุน

แนวโน้มที่น่าสังเกตเป็นพิเศษคือการประยุกต์ใช้ตัวแก้ไขความไม่เต็มใจใน รถยนต์พลังงานใหม่รุ่นต่อ ไป เนื่องจากระบบมอเตอร์พัฒนาไปสู่ความเร็วที่สูงขึ้นและการบูรณาการ เซ็นเซอร์ตำแหน่งจะต้องตอบสนองความต้องการที่เรียกร้องมากขึ้น:

· รองรับความเร็วสูงเป็นพิเศษเกิน 20,000 รอบต่อนาที

· ความทนทานต่ออุณหภูมิที่สูงกว่า 150°C

·เข้ากันได้กับการออกแบบซีลระบบระบายความร้อนด้วยน้ำมัน

· ขนาดการติดตั้งเล็กลงและน้ำหนักเบาขึ้น

ความก้าวหน้าด้านมาตรฐานและอุตสาหกรรม

เมื่อเทคโนโลยีตัวแก้ไขความไม่เต็มใจเติบโตขึ้น ความพยายามในการมาตรฐาน ก็ก้าวหน้าไปด้วย จีนได้กำหนดมาตรฐานระดับชาติ เช่น GB/T 31996-2015 ข้อกำหนดทางเทคนิคทั่วไปสำหรับตัวแก้ไข เพื่อควบคุมการวัดประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์และวิธีการทดสอบ ในแง่ของอุตสาหกรรม เทคโนโลยีตัวแก้ไขความไม่เต็มใจของจีนได้ก้าวไปถึงระดับขั้นสูงระดับนานาชาติแล้ว

คาดการณ์ได้ว่าด้วยความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีและการพัฒนาทางอุตสาหกรรม ตัวแก้ปัญหาฝืนจะเข้ามาแทนที่เซ็นเซอร์แบบเดิมในสาขาต่างๆ มากขึ้น กลายเป็นโซลูชันกระแสหลักสำหรับการตรวจจับตำแหน่งการหมุน และให้การสนับสนุนทางเทคนิคที่สำคัญสำหรับระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมและการพัฒนายานพาหนะพลังงานใหม่