即使沒有權(quán)力,，你也可以依靠它……

如何在獲得功能的同時(shí)大幅降低編碼器成本具有多轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)位置傳感器

許多應(yīng)用需要能夠測量更大角度的旋轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)器超過360o,。然而,，大多數(shù)設(shè)計(jì)工程師新手所熟悉的低成本10匝電位器并不總是能滿足用戶對分辨率和靈敏度的要求可靠性。作為一種替代方案,，光學(xué)絕對編碼器過于昂貴許多應(yīng)用程序。這些解決方案需要一個(gè)連續(xù)的電源或當(dāng)電力恢復(fù)后，他們將失去計(jì)數(shù),。此外，齒輪技術(shù)/旋轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)器磨損嚴(yán)重,。Novotechnik的新2800系列多轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)傳感器解決了這一問題客戶需要,。這些是第一個(gè)旋轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)器是基于Novo技術(shù)的NOVOTURN™技術(shù)-建立在一個(gè)增強(qiáng)的巨人

磁阻效應(yīng)。相比之下,，它們提供了大量的成本節(jié)約光學(xué)編碼器,，保持可靠性和準(zhǔn)確性，加上他們提供額外的有用的特性

開發(fā)新技術(shù)

磁阻是量子力學(xué)中的一種現(xiàn)象,，發(fā)生在

當(dāng)兩個(gè)鐵磁層被薄層隔開時(shí)形成薄膜結(jié)構(gòu)

非磁性的電影,。這是一種用于硬盤驅(qū)動(dòng)器的技術(shù)。當(dāng)這兩個(gè)

磁層平行,，電阻降至最小值,。隨著

磁層轉(zhuǎn)動(dòng)，使它們不再平行排列,，電電阻增加,。這個(gè)增量可以用來測量絕對

位置值，例如旋轉(zhuǎn),。

圖1:GMR傳感器的層結(jié)構(gòu)

它是如何工作的

Novotechnik針對編碼器和位置應(yīng)用優(yōu)化了這項(xiàng)技術(shù),。其結(jié)果是一個(gè)組合的多回合旋轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)器和位置傳感器，感應(yīng)無接觸或電源,。感應(yīng)計(jì)數(shù)可以被剝奪權(quán)力多年,。

圖2:GMR傳感器電阻行為

這種傳感器技術(shù)的物理原理可以簡單地用三個(gè)要素來描述。第一種,，叫做疇壁發(fā)生器(DWG),， DWG是一種磁性發(fā)生器

與磁南北極平行排列的一組原子,。的第二要素是將特定數(shù)量的鐵磁傳感器軌跡排列以層為單位,，由一層薄薄的非磁性間隔層隔開。傳感器跟蹤從DWG開始。第三個(gè)元件是參考軌道,，它是另一個(gè)提供磁層,，放置在傳感器軌道鋪設(shè)er的上方或下方并平行。

圖3:域墻生成器和窄條紋軌跡

把它想象成一池魚,，它們在DWG中朝著同一個(gè)方向游動(dòng),，他們進(jìn)入一個(gè)狹窄的“隧道”(傳感器的軌道段)，這樣

一旦進(jìn)入“隧道”,，它們的排列就不會(huì)改變,，直到附近的磁場出現(xiàn)與DWG交互。如果在“隧道”中改變它們的對齊方式,，就可以只有0°,、180°。參考層具有固定的磁化方向這一點(diǎn)不會(huì)改變,。

圖4:外場轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的不同磁化狀態(tài)

窄軌段呈螺旋結(jié)構(gòu)布置及其原因傳感/記憶層限制磁化方向僅為0°或180°由于一種叫做形狀各向異性的效應(yīng),。標(biāo)記為DWG的DWG上面的“池”有足夠大的面積，使得形狀各向異性不能在那里發(fā)生,，因此DWG中的磁化方向是相同的方向?yàn)樾D(zhuǎn)磁體的磁場,。

當(dāng)磁鐵通過一段時(shí)，DWG“泵”出“群”引起磁化的磁疇,，以0°或180°的方向排列第一段取決于磁鐵的位置,。一次對齊，比如說0°在下面描述的情況下,，與參考層的方向相同,。這就意味著180°對齊將是一個(gè)相反的方向參考層

當(dāng)磁體從0°順時(shí)針移動(dòng)到180°時(shí)，起始點(diǎn)為0°時(shí),，各線段對齊方向一致(圖4a),。在每一個(gè)90°旋轉(zhuǎn)時(shí)，DWG泵送更多的疇壁通過,，導(dǎo)致磁鐵化的段將每個(gè)段推進(jìn)到下一個(gè)段(圖4b),。

然而，當(dāng)磁鐵從一開始旋轉(zhuǎn)180°時(shí),，它的磁性排列迫使疇的方向發(fā)生180°的變化DWG產(chǎn)生導(dǎo)致第一段在磁體中磁性對齊

與前面的部分方向相反(圖4c),。這就產(chǎn)生了

米

圖4a圖4b圖4c

磁體旋轉(zhuǎn):0°

革命:0

磁鐵旋轉(zhuǎn):90°

革命:0.25

磁體旋轉(zhuǎn):180°

革命:0.5

圖4c圖4d圖4e

磁鐵旋轉(zhuǎn):270°

革命:0.75

磁體旋轉(zhuǎn):360°

革命:1.00

磁鐵旋轉(zhuǎn):450°

革命:1.25

M M

稱為段1和段2之間的域墻。這種情況在270°(圖4d),，形成第二個(gè)相反方向的疇壁,。然后除了第二(內(nèi))螺旋段是360°以外，循環(huán)再次開始受到影響,。

以這種方式,，電阻突然和可測量地增加或減少在段。段間的阻力被測量和處理。自三級(jí)(或三級(jí))-低,，中或高)電阻產(chǎn)生的特定段取決于并聯(lián)和反平行疇壁組合以及旋轉(zhuǎn)次數(shù),、計(jì)數(shù)可以準(zhǔn)確地確定。

因?yàn)檫@些都是純粹的磁現(xiàn)象,，這個(gè)過程發(fā)生,，并在形成存儲(chǔ)在段是否有任何功率應(yīng)用與否!

通過測量電阻的結(jié)構(gòu)，定制集成電路存儲(chǔ)電阻的變化,，并應(yīng)用預(yù)先確定的偏移量計(jì)數(shù)轉(zhuǎn)動(dòng)的次數(shù),。

螺旋軌跡的數(shù)量決定了可以進(jìn)行的旋轉(zhuǎn)次數(shù)檢測到。

第二個(gè)360°傳感器用于確定單次轉(zhuǎn)彎的特定角度結(jié)合剛才描述的量程和計(jì)數(shù)傳感器,，該技術(shù)可以確定轉(zhuǎn)彎的角度和次數(shù)——即使在沒有動(dòng)力的情況下也要跟蹤禮物,。稍后會(huì)詳細(xì)介紹這個(gè)好處。

該技術(shù)的實(shí)現(xiàn)

Novotechnik基于此現(xiàn)象開發(fā)了一項(xiàng)技術(shù)non,，以創(chuàng)建非接觸式，多轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)器,。在rsm2800系列,，兩個(gè)多轉(zhuǎn)元件在菱形圖案中偏移90o(圖2)5).使用這種結(jié)構(gòu)，可以在任何角度得到清晰的旋轉(zhuǎn)值位置使用相應(yīng)的求值算法,。

RSM 2800傳感器是真正的“上電”系統(tǒng),，提供這些測量值立即啟動(dòng)后。Novotechnik的NOVOTURN技術(shù)消除了需要的齒輪或外部電源所需的常規(guī)旋轉(zhuǎn)編碼器,。

其結(jié)果是一系列非常緊湊的多轉(zhuǎn)傳感器,，可以很容易地集成到各種各樣的應(yīng)用中，測量角度在2到15圈和提供絕對位置值超過360°無機(jī)械齒輪或緩沖器

而且,，由于這些是非接觸式傳感器,，它們提供了很長的使用壽命，并且可以可以輕松集成到各種各樣的應(yīng)用程序中,，而不需要

創(chuàng)建機(jī)械連接,。

圖6:整個(gè)傳感器系統(tǒng)框圖

RSM 2800是第一個(gè)多回合旋轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)器的基礎(chǔ)NOVOTURN技術(shù)。該傳感器具有24V電源和2 sepa速率0至10V輸出(24V電源),，具有12位分辨率,。RSM 2800 pro提供高達(dá)±0.1%的獨(dú)立線性度，電氣范圍高達(dá)5400o,。這是一個(gè)真正的通電傳感器,。傳感器甚至?xí)?jì)算轉(zhuǎn)數(shù)關(guān)閉電源，不需要電池,。即使電力恢復(fù),，經(jīng)過一段電源中斷，RSM 2800系列NOVOTURN位置傳感技術(shù)回復(fù)最后一個(gè)位置后再次供電。

隨著RSM 2800系列的發(fā)展,，Novotechnik正在解決許多問題發(fā)現(xiàn)與今天的傳統(tǒng)多轉(zhuǎn)向傳感器,。

打開新應(yīng)用程序

RSM 2800系列多轉(zhuǎn)傳感器很大程度上未滿足的市場需求，提供所需的功能,，設(shè)計(jì)工程師可以將其集成到兩種新型傳感器中以及現(xiàn)有的產(chǎn)品和控制系統(tǒng),。

RSM 2800系列多匝傳感器的應(yīng)用范圍極其廣泛線性或旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器的范圍，以檢測驅(qū)動(dòng)主軸的位置過幾個(gè)回合,。在許多工業(yè)應(yīng)用中,，這使控制系統(tǒng)能夠監(jiān)測和執(zhí)行緊湊，低成本的驅(qū)動(dòng)閥門和電子機(jī)械裝置沒有機(jī)械齒輪,。

RSM系列也為輸送機(jī)技術(shù)開辟了新的可能性傳感器可與卷筒集成,。

在汽車應(yīng)用中，RSM 2800傳感器可用于在轉(zhuǎn)向的幾個(gè)旋轉(zhuǎn)中阻止地雷的實(shí)際車輛轉(zhuǎn)向角輪,。

在倉庫應(yīng)用中,，RSM 2800系列傳感器可用于檢測卷簾門的不同開啟位置。

一系列解決方案

這些新的傳感器補(bǔ)充了Novotechnik廣泛的接觸家族非接觸式,，旋轉(zhuǎn)和線性傳感器,，從微型電位計(jì)時(shí)器，測量小至13毫米,，用于醫(yī)療設(shè)備,，堅(jiān)固耐用位置傳感器設(shè)計(jì)用于液壓，氣動(dòng)和其他操作環(huán)境,。利用Novotechnik RSM,，霍爾傳感器和磁力磁通技術(shù)，這些傳感器可提供廣泛的操作,，包括:模擬,，增量，SPI, SSI和PWM接口;自定義軸的設(shè)計(jì);以及客戶特定的布線,。

無論你是在尋找非接觸式還是接觸式,，單圈還是多圈，齒輪傳動(dòng),，小型電位器或長行程位置傳感器,，Novotechnik具有您所需的環(huán)境，機(jī)械和電氣cal規(guī)格,，證明了的工程設(shè)計(jì),。