Как выбрать тип датчика положения
Датчики положения — это устройства, предназначенные для определения линейного или углового положения объекта. Информация о положении выводится в виде сигнала, который по полевой шине передается на блок управления.
Необходимость измерения положения распространена не меньше измерения температуры и производится в промышленности и коммерческом секторе.
Как выбрать датчик положения?
Первым критерием при подборе датчика положения или датчика перемещения является его тип. Это может быть линейный или ротационный датчик. Не менее важными параметрами является диапазон измерений, разрешение датчика и повторяемость.
Особое внимание следует уделить форме датчика в зависимости от типа сборки, виду выходного сигнала и необходимости применения специального датчика, обладающего влагостойкостью и пылестойкостью, или соответствующего стандарту ATEX для взрывоопасных зон.
Типы датчиков положения
Существует пять разновидностей датчиков положения, в каждой из которых применяется своя технология:
- Потенциометрический. Обеспечивает высокую точность, цена средняя, но подвержен сильному износу, чувствителен к пыли и экстремальным температурам.
- LVDT или RVDT. Отличается высокой точностью, прочностью и устойчивостью к неблагоприятным окружающим условиям. Такие преимущества сказываются на цене, которая достаточно высока, кроме этого, датчики крупные и тяжелые.
- Оптический. Высокоточный датчик, обладающий высоким разрешением. Из-за особенностей конструкции хрупок, чувствителен к пыли и экстремальным температурам.
- Магнитный, эффект Холла. Датчик отличается прочностью и низкой чувствительностью к жидкостям, но восприимчив к ударам. Возможны неполадки, связанные с магнитными материалами, электрическими проводами и гистерезис.
- Магнитострикционный. Прочный датчик, обеспечивающий точность на большом расстоянии. Восприимчив к переменам температуры, стоит достаточно дорого. На коротком расстоянии не способен обеспечить достаточную точность.
Потенциометрический датчик положения
Такие датчики также называют резистивными. Принцип действия основан на измерении сопротивления проводящей колеи между опорной точкой и курсором, подключенным к подвижной части. Полученное в результате измерения значение сопротивления используется для расчета положения детали.
Благодаря простоте конструкции, цена потенциометрических датчиков невысока, однако эти датчики способны обеспечить высокую точность. Слабой стороной датчиков является чувствительность к износу, вибрациям, посторонним предметам и экстремальным температурам.
Датчики положения LVDT или RVDT
Аббревиатуры LVDT и RVDT расшифровываются как Linear Variable Differential Transformer и Rotary Variable Differential Transformer соответственно. Конструкция этих датчиков состоит из двух трансформаторов с общим магнитным сердечником, который соединен с той частью, положение или опору которой нужно определить. Перемещение магнитного сердечника вызывает изменение электрического напряжения между двумя трансформаторами. Это позволяет произвести расчет положения детали.
Датчики отличаются высокой точностью, надежностью и устойчивостью к экстремальным окружающим условиям. Последняя особенность позволяет размещать систему обработки сигнала вдали от датчика. Из минусов этих датчиков можно выделить из громоздкость и высокую стоимость.
Оптический датчик положения
При помощи оптического датчика положения или энкодера можно определить положение и угловое или линейное перемещение детали. Существует две разновидности:
- Инкрементальные датчики работают относительно опорной точки. После сбоя питания необходимо время, пока энкодер отправит информацию об опорной точке, необходимую для верного использования информации об угловом смещении, системе обработки данных.
- Абсолютные датчики работают сразу после включения питания. Для подсчета числа выполненных оборотов используются абсолютные многооборотные энкодеры.
В конструкции оптических ротационных датчиков присутствует светодиод, который позволяет считывать движение непрозрачного диска. Линейные датчики положения могут представлять собой ротационные кабельные датчики. В таких вариантах установленный на катушке кабель подключается к детали, положение которой необходимо определить. Также возможен вариант датчика, состоящий из градуированной шкалы и головки, считывающей положение.
Оптические датчики не имеют гистерезиса и не восприимчивы к магнитному полю, но очень хрупки, чувствительны к ударам, вибрациям, посторонним предметам и экстремальным температурам.
Оптические датчики широко востребованы в сферах, где необходима высокая точность. Это такие области, как производство электронных компонентов или медицинский анализ.
Магнитный датчик положения
Магнитные датчики, иначе называемые датчики на основе эффекта Холла, предназначены для измерения положения с помощью измерения магнитного поля или магнитной ленты. Магнитные датчики положения применяют для определения положения поршня в цилиндре.
Преимущество датчика Холла – надежность и прочность. Магнитные датчики способны работать в условиях, где присутствует вероятность контакта с жидкостью и пылью, но не подходят для измерений в условиях магнитных помех.
Магнитострикционный датчик положения
Этот тип датчиков оснащен волноводом, который принимает электрический импульс, создающий магнитное поле. В тот момент, когда созданное магнитное поле сталкивается с магнитным полем внешнего магнита, появляется механическая упругая волна. Появляется эта волна путем отражения о датчик. Так определяется положение внешнего магнитного поля.
Преимущество такого датчика – надежность, точность, стойкость к ударам и вибрациям. Недостаток – чувствительность к высоким температурам выше 100°C и высокая цена устройства.
Приобрести датчики положения и получить высококвалифицированную консультацию можно в интернет-магазине «Промышленная Автоматизация» по телефону 8 800 550-72-59 или по почте info@industriation. ru.
Прайс-лист Магнитные датчики KIPPRIBOR серии LM контролируют промежуточные и конечные положения поршня пневматического цилиндра.
Особенности магнитных датчиков KIPPRIBOR LM:
Характеристики магнитных датчиков KIPPRIBOR серии LM:
Принцип действия магнитных датчиков KIPPRIBOR серии LM Принцип работы герконовых и магниторезистивных датчиков одинаков. На поршне цилиндра установлено магнитное кольцо. В момент приближения поршня с магнитным Каждый тип датчиков имеет свои достоинства и недостатки друг относительно друга.
Функциональная схема применения магнитных датчиков KIPPRIBOR серии LM на примере установки для запайки стаканчиков крышками из фольги Описание работы: Схемы подключения магнитных датчиков KIPPRIBOR серии LM
Распиновка разъёмов M8 и EZ3
Габаритные размеры датчиков KIPPRIBOR серии LM
Обозначение при заказе магнитных датчиков KIPPRIBOR серии LM
Способы монтажа магнитных датчиков KIPPRIBOR серии LM
Таблица аналогов магнитных датчиков KIPPRIBOR серии LM
Таблица применимости магнитных датчиков KIPPRIBOR серии LM на пневмоцилиндрах различных производителей
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Магнитные датчики положения — Infineon Technologies
Самый широкий ассортимент магнитных датчиков положения для надежных и энергоэффективных приложений
Магнитные датчики положения, подкатегории
Магнитный датчик положения наблюдает за объектом и отправляет измеряемые данные через сигнал, чтобы передать его положение. Использование этого сигнала широко варьируется, поскольку данные о местоположении могут использоваться для запуска сигналов тревоги, управления процессами системы и автоматизации определенных ответов.
Магниторезистивные элементы изменяют свою форму и размер при приближении к магнитному полю. Магниторезистивный датчик положения определяет местоположение объекта, отмечая эти изменения. Для этого к измеряемому объекту сначала прикрепляется позиционный магнит. Этот магнит создает магнитное поле, которое взаимодействует со вторым магнитным полем, создаваемым магниторезистивным проводом, по которому течет электрический ток. Взаимодействие между двумя магнитными полями вызывает звуковой импульс, который обнаруживается магниторезистивным датчиком положения на конце провода. Время между током и импульсом определяет местонахождение объекта и прикрепленного к нему позиционного магнита.
Магнитные датчики положения являются бесконтактными датчиками, то есть им не нужно вступать в контакт с объектом, который они измеряют, чтобы функционировать, и поэтому они меньше изнашиваются. По сравнению с другими типами датчиков для них требуется меньше деталей, что упрощает их сборку и снижает вероятность их отказа. В зависимости от сенсорных возможностей магнитного датчика положения IC, технология измерения будет относиться к одной из следующих категорий: анизотропный магниторезистивный (AMR), гигантский магниторезистивный (GMR), туннельный магниторезистивный (TMR) или датчик Холла.
Ассортимент магнитных датчиков положения Infineon
Широкий выбор датчиков XENSIV™ от Infineon включает магнитные датчики положения с технологиями AMR, GMR, TMR и датчиков Холла, поэтому наши клиенты могут найти идеальное решение для своего приложения. Магнитные датчики положения Infineon эффективно используются не только в различных автомобильных приложениях, но и в промышленном и бытовом оборудовании и приборах. Датчики Infineon XENSIV™ отличаются исключительной точностью благодаря ведущим в отрасли магнитным технологиям и более чем 40-летнему опыту разработки сенсорных решений.
Датчики Infineon с технологией измерения Холла служат для различных целей: от определения близости объекта и определения линейного и вращательного движения до измерения углового положения магнитного поля. Их можно использовать для управления двигателями BLDC, которые впоследствии можно использовать в бытовой технике и электроинструментах. Наши линейные датчики запрограммированы с несколькими вариантами интерфейса и сообщают чрезвычайно точные линейные и угловые позиционные измерения.
Трехмерные магнитные датчики Infineon XENSIV™ являются отраслевым стандартом и способны трехмерно обнаруживать движение магнитного поля. Их можно использовать в джойстиках и переключателях передач, а также в качестве магнитного поворотного датчика положения для управления поворотными ручками и индикаторами. Наши магнитные датчики угла поворота используются в ряде автомобильных приложений, измеряя угол поворота рулевого колеса и крутящий момент; запуск двигателей стеклоочистителей, насосов, приводов и исполнительных механизмов; и управление другими функциями безопасности, кузова и трансмиссии.
Технология магнитных датчиков положения
С технологиями датчиков AMR, GMR, TMR и датчиков Холла, предлагаемых как часть ассортимента магнитных датчиков положения Infineon, производители и разработчики могут найти наиболее подходящее решение для своего конкретного применения:
Анизотропный магниторезистивный (AMR) ) технология
Датчики с анизотропной магниторезистивной технологией создают пропорциональное магнитное поле, посылая электрический ток по проводу. Токи направляются через оборудованный магнитный датчик положения IC, который использует пермаллой, сопротивление которого впоследствии изменяется магнитным полем. Затем схема преобразует измененное сопротивление в измеряемое напряжение.
Гигантская магниторезистивная технология (GMR)
Датчики с гигантской магниторезистивной технологией наблюдают изменение сопротивления между двумя ферромагнитными материалами (материалами, притягивающимися к магнитам), которые разделены одним немагнитным слоем. Гигантские магниторезистивные датчики определяют величину сопротивления, наблюдая за степенью, в которой магнитные поля параллельны или не параллельны.
Технология туннельного магниторезистивного датчика (TMR)
Датчики с туннельным магниторезистивным датчиком имеют два недостатка своих аналогов: низкое выходное напряжение и чувствительность к изменениям температуры. Благодаря своей параллельной структуре магниторезистивные датчики TMR позволяют электронам свободно туннелировать между своими слоями, создавая выходной сигнал, в несколько раз превышающий выходной сигнал датчиков AMR или GMR. Мало того, что он более мощный, так еще и эффект туннелирования приводит к точным измерениям, на которые не влияют всплески или падения температуры.
Технология датчика Холла
Магнитные датчики положения с технологией Холла используют эффект Холла, который создает напряжение за счет использования перпендикулярного магнитного поля для распределения электрических зарядов на противоположных сторонах плоского проводника. Это распределение создает разность потенциалов, известную как напряжение Холла, которая прямо пропорциональна силе магнитного поля.
Датчик Холла с магнитом на валу прикрепляется к объекту. По мере движения объекта его изменение положения влияет на силу магнитного поля, воздействующего на проводник. Затем преобразованное напряжение Холла используется для отображения местоположения объекта.
Типы магнитных датчиков положения
Магнитные датчики положения классифицируются в зависимости от того, как они измеряют магнитные поля и какое положение и движение они определяют. Их использование пересекается, но у разных датчиков также есть сильные стороны, которые выделяются в определенных ситуациях.
Магнитные переключатели
Магнитные переключатели работают совместно с датчиком Холла, который отвечает за измерение силы и полярности магнитного поля. Для этого в каждом переключателе установлена как минимум одна пластина Холла, чувствительная к магнитному полю, которая в зависимости от конструкции реагирует на различную полярность и пороги переключения.
Магнитные переключатели делятся на переключатели и защелки в зависимости от их поведения при переключении. Переключатели Холла включаются, когда магнитное поле превышает определенный порог переключения, и снова выключаются, когда значение падает ниже определенного порога переключения. Защелки Холла также переключаются выше или ниже определенного порога переключения в присутствии магнитного поля. Однако, в отличие от переключателей, защелки включаются магнитным полем и выключаются полем противоположной полярности. Умело соединяя несколько пластин Холла с разной ориентацией в одном корпусе, можно обнаруживать магнитные поля с любого пространственного направления и определять направление вращения вала.
Это означает, что магнитные выключатели могут использоваться в самых разных областях, например, для определения положения и наличия магнитов, в качестве поворотных энкодеров или, например, для коммутации двигателей.
Линейные датчики
Используя технологию датчиков Холла, линейные датчики измеряют вертикальную составляющую магнитного поля и передают пропорциональный сигнал. Они являются надежным и точным оборудованием для обнаружения углового и линейного позиционирования объекта. После использования они определяют изменения расстояния и/или положения объекта и отправляют измеряемый сигнал через электрический выход.
Трехмерные магнитные датчики
Трехмерные магнитные датчики революционны благодаря своей способности не только обеспечивать бесконтактное линейное и угловое обнаружение, но, что более важно, определять движение магнита в трех измерениях. Используя технологию измерения Холла, трехмерный магнитный датчик положения предназначен для обработки любых магнитных измерений, определяя силу магнитного поля по осям x, y и z. Дополнительные характеристики трехмерных магнитных датчиков положения включают трехмерный температурный диапазон Холла, а также их компактную миниатюрную сборку.
Датчики угла
Датчики угла работают с технологиями GMR, TMR и AMR и в настоящее время являются единственным типом датчиков, доступных с цифровым интерфейсом iGMR, iAMR или iTMR. В них используются встроенные магниторезистивные элементы для определения углов синуса и косинуса, которые позволяют определить положение магнитного поля. Датчики Infineon iGMR (гигантские магниторезистивные датчики) предлагают различные уровни интеграции обработки сигналов, что позволяет разработчикам оптимизировать разделение системы. Они также предварительно откалиброваны и готовы к использованию. Наши датчики iAMR обеспечивают наилучшие характеристики по температуре, сроку службы и диапазону магнитного поля, что делает их идеальными для приложений с самыми высокими требованиями к точности. Хотя Infineon в настоящее время не предлагает датчики угла с технологией датчика Холла, постоянные инновации сделают их доступными в ближайшем будущем.
Применение магнитных датчиков положения
Линейка магнитных датчиков положения Infineon в основном используется в автомобильных приложениях. Магнитные переключатели поднимают окна и открывают люк в крыше, запускают преднатяжители ремней безопасности и автоматизируют открывание дверей и багажника. Наши трехмерные магнитные датчики вращения работают во всем: от навигационных систем и управления стеклоочистителями до контроля рычага переключения передач и положения клапана. Линейные магнитные датчики необходимы для обеспечения безопасности, регулирования рулевого управления с электроусилителем, регулировки фар и служат в качестве магнитного датчика положения дроссельной заслонки для балансировки потока мощности, поступающего в двигатель. Датчики угла используются для измерения угла поворота рулевого колеса, а также для измерения положения ротора.
Наши автомобильные датчики положения на основе эффекта Холла и магниторезистивные датчики положения в равной степени применимы к ряду других автомобильных приложений, в том числе в качестве магнитных датчиков положения коленчатого вала, которые измеряют положение и вращение коленчатого вала двигателя. Они также функционируют как магнитные датчики положения цилиндров, которые можно использовать для регистрации и передачи положения поршней двигателя. Все магнитные датчики положения Infineon можно использовать в различных промышленных и бытовых приложениях, таких как двигатели с бесщеточным управлением (BLDC), компоненты джойстика, роботизированное управление позиционированием, а также носимые устройства и устройства для умного дома.
Скачать документы галереи
Магнитные датчики положения | Аллегро МикроСистемс
Разработчики систем ценят наши бесконтактные ИС датчиков абсолютного положения. Наши надежные программируемые микросхемы EEPROM соответствуют требованиям к точности приложений для измерения хода и поворотного положения во всем автомобильном диапазоне напряжений и температур.
Мы также понимаем, что стоимость жгута проводов и глубокие уровни диагностики системы важны для наших клиентов. Мы предлагаем широкий спектр протоколов вывода сигналов, включая аналоговый, ШИМ, 2-проводной, SPI, I2C и самый быстрый общий протокол SENT на рынке.
Наши уникальные двухкристальные решения, соответствующие стандарту ASIL D, идеально подходят для ADAS и приложений повышенной безопасности.
- Портфолио
- Рекомендуемые продукты
- Ресурсы для дизайна
Поиск по категории
Датчики линейного перемещения 1D
Бесконтактные датчики положения используются практически везде — от игровых контроллеров до автономных транспортных средств. Датчики линейного перемещения Allegro также используются практически повсеместно.
Узнать больше
ИС двухмерных датчиков углового положения
Высокоточные угловые датчики Allegro с малой задержкой идеально подходят для высокоскоростных двигателей. Благодаря задержке прохождения сигнала всего 10 микросекунд наши микросхемы могут работать со скоростью вращения до 30 000 об/мин.
Узнать больше
Магнитные датчики 3D
Наши датчики положения 3DMAG™ — это надежные, высокопроизводительные решения для трехмерных магнитных датчиков.
Узнать больше
Рекомендуемые продукты
ALS31300
Трехмерный магнитный линейный датчик Холла
Узнать больше
AAS33001
ИС прецизионного датчика угла с инкрементальным выходом и выходом коммутации двигателя и встроенной линеаризацией
Узнать больше
A31315
Трехмерный датчик Холла для измерения углового и линейного положения
Узнать больше
Ресурсы для проектирования
Брошюра
Датчики положения 3DMAG
Сочетая наши проверенные планарные и вертикальные технологии Холла, решения 3DMAG предлагают надежные, высокопроизводительные измерения магнитного поля по трем осям в одной ИС.
Учить больше
Примечание по применению
Задержка прохождения сигнала для 3D-сенсора A31315
AN296263 — задержку в тракте сигнала можно описать как трассу между углом в реальном времени и отображаемым выходным углом. Эта задержка представляет собой время, необходимое для преобразования данных о магнитном поле, воспринимаемых пластинами Холла, в информацию об угле.
Учить больше
Примечание по применению
Трехмерный датчик Холла Магнитное обнаружение несанкционированного доступа Системы умного дома
AN296223 — Результаты эксперимента подчеркивают несколько преимуществ 3D-датчиков Холла, таких как их способность обнаруживать сильные магнитные поля, которые случайным образом воздействуют на внешнюю часть устройства «умный дом».
Учить больше
Примечание по применению
Использование библиотек DLL A1330 ASEK для создания двухточечного программатора Labview
AN296186 — В этом примечании к применению содержатся рекомендации по использованию динамически подключаемой библиотеки (DLL) A1330 с LabVIEW.
Учить больше
Примечание по применению
Улучшения в обнаружении проскальзывания с линейными датчиками
AN296200 — В этих рекомендациях по применению представлено модифицированное решение для магнитных датчиков в приложениях с длинным ходом. Благодаря включению микроконтроллера можно реализовать более дешевое решение с меньшим количеством линейных датчиков, чем ранее существовавшие решения арктангенса.
Учить больше
Примечание по применению
Двухточечное программирование для A1330
AN296199 — это руководство по применению служит руководством по использованию двухточечного алгоритма программирования для расчета и программирования значений, необходимых для определения углового положения с коротким ходом с помощью интегральной схемы датчика угла поворота A1330.
Учить больше
Примечание по применению
Использование протокола SENT Communications Output Protocol с устройствами A1341 и A1343
AN296108 — В этом примечании к применению содержится описание реализации протокола SENT в Allegro, который включает в себя расширения, разработанные Allegro для увеличения размеров переноса информации на выходе микросхемы датчика Allegro в электронные блоки управления (ECU) автомобиля.
Учить больше
Примечание по применению
Использование A1335 в приложениях с коротким ходом
AN296166 — Эти рекомендации по применению посвящены магнитным приложениям с коротким ходом, использующим датчики углового положения Allegro на основе технологии кругового вертикального Холла (CVH).