Магнитные датчики положения и скорости: принцип работы, типы и применение

alexxlabДатчик
Как работают магнитные датчики положения и скорости. Какие бывают типы магнитных датчиков. Где применяются магнитные датчики в промышленности и автомобилестроении. Какие преимущества имеют магнитные датчики перед другими типами.

Содержание

Принцип работы магнитных датчиков

Магнитные датчики положения и скорости основаны на эффекте Холла, открытом в 1879 году. Суть эффекта заключается в возникновении разности потенциалов в проводнике с током, помещенном в магнитное поле. Величина этой разности потенциалов (ЭДС Холла) пропорциональна силе и направлению магнитного поля.

Современные магнитные датчики используют полупроводниковые материалы для повышения чувствительности. Чаще всего применяется кремний, но также используются германий, арсенид галлия и другие полупроводники. Форма и размеры чувствительного элемента зависят от конкретного назначения датчика.

Основные типы магнитных датчиков

Существует несколько основных типов магнитных датчиков положения и скорости:


  • Дискретные датчики Холла (Switch/Latch Sensors) — определяют наличие/отсутствие объекта или движения
  • Датчики угла поворота (Angle Sensors) — измеряют угол поворота вращающегося объекта
  • Датчики линейного перемещения — определяют линейное положение объекта
  • Датчики скорости — измеряют скорость вращения или линейного движения

Преимущества магнитных датчиков

Ключевыми преимуществами магнитных датчиков положения и скорости являются:

  • Компактность и миниатюрность
  • Экономичность и низкое энергопотребление
  • Отсутствие механических контактов между датчиком и объектом
  • Высокая чувствительность и точность измерений
  • Широкий диапазон рабочих температур
  • Устойчивость к вибрациям и ударам
  • Долговечность и надежность

Применение дискретных датчиков Холла

Дискретные датчики Холла широко применяются в различных областях техники для решения следующих задач:

  • Определение наличия/отсутствия объекта (например, датчики закрытия двери)
  • Обнаружение движения (датчики скорости вращения электродвигателей)
  • Определение положения объекта (концевые датчики, датчики положения ручки АКПП)
  • Измерение частоты вращения валов и роторов
  • Определение направления вращения электродвигателей

Датчики угла поворота: принципы работы

Для точного измерения угла поворота используются более сложные принципы, чем классический эффект Холла:


  • Анизотропное магнитосопротивление (AMR) — измерение изменения сопротивления материала в магнитном поле
  • Гигантское магнитосопротивление (GMR) — использование многослойных структур для повышения чувствительности
  • Туннельное магнитосопротивление (TMR) — новейшая технология с ультравысокой чувствительностью

Современные датчики угла используют комбинацию из 8 чувствительных элементов для формирования синусного и косинусного сигналов, по которым вычисляется точное значение угла поворота.

Применение датчиков угла поворота

Датчики угла поворота находят широкое применение в следующих областях:

  • Автомобильная электроника (рулевое управление, положение педалей и др.)
  • Промышленные электродвигатели и сервоприводы
  • Робототехника и мехатронные системы
  • Станки с ЧПУ
  • Медицинское оборудование
  • Авиационная и космическая техника

Особенности датчиков для автомобильной электроники

Датчики для автомобильной электроники должны соответствовать жестким требованиям по надежности и функциональной безопасности. Основные особенности таких датчиков:


  • Соответствие стандарту ISO 26262 (функциональная безопасность)
  • Дублирование чувствительных элементов для повышения надежности
  • Расширенный температурный диапазон (-40…+170°C)
  • Устойчивость к вибрациям и ударам
  • Защита от электромагнитных помех
  • Длительный срок службы (15+ лет)

Ведущие производители магнитных датчиков

На рынке магнитных датчиков положения и скорости представлены следующие ведущие производители:

  • Infineon Technologies — широкая линейка датчиков для промышленности и автомобилестроения
  • Allegro MicroSystems — инновационные решения на основе технологий GMR и TMR
  • TDK-Micronas — специализированные автомобильные датчики
  • Melexis — интегрированные решения для автоэлектроники
  • AMS — высокоточные датчики для промышленного применения

Эти компании постоянно совершенствуют технологии и выпускают новые модели датчиков с улучшенными характеристиками.

Перспективы развития магнитных датчиков

Основные направления развития магнитных датчиков положения и скорости на ближайшие годы:

  • Повышение точности и чувствительности измерений
  • Расширение функциональности и интеграция дополнительных возможностей
  • Уменьшение энергопотребления
  • Дальнейшая миниатюризация
  • Повышение надежности и расширение диапазона рабочих температур
  • Снижение стоимости массового производства

Развитие технологий магнитных датчиков открывает новые возможности для их применения в различных отраслях промышленности и транспорта.



Магнитные датчики: выключатели магнитные, примеры монтажа. VESTA Automation SRL. КИП-Сервис: промышленная автоматика.

Главная Пневматика, фитинги, вакуумная техника VESTA Automation Аксессуары для цилиндров Магнитные датчики

НаименованиеТип документаРазмер Тип файла
Пневматическое оборудование VESTA AUTOMATIONКаталог13 MBpdf

Документация и ПО

1 файл, 13 MB

totalkip.ru/report.local/photo/photo1/Vesta_Foto_2163.jpg»>
totalkip.ru/report.local/photo/photo1/Vesta_Foto_2172.jpg»>
totalkip.ru/report.local/photo/photo1/Vesta_Foto_2139.jpg»>
НаименованиеНаличиеЦена с НДС

VNPE 3 NWT/DVM/NSK — Выключатель магнитный, (НО) 3-проводн., ток нагрузки 200 mA , кабель 3м, 6-30В =

  В наличии 4 873 Купить

VNPR 2 NWT/DVM/NSK — Выключатель магнитный, (НО) 2-проводн.,ток нагрузки 100 mA, кабель 3м, 3-48 В =/~

  В наличии 2 413 Купить

ZRS11 RLF/TRLF — Магнитный датчик положения, 2-полюсный, кабель 5м, 10-60В =/~

  В наличии 6 827 Купить

FJS 160/200 VN Крепеж для магнитных датчиков VS на цилиндры XJ, диам. 125мм, 160мм и 200мм

  В наличии 2 483 Купить

FFS 01 VN Крепеж для магнитного датчика положения на пневмоцилиндры DVM, D = 12-25

  В пути 397 Купить

Магнитные датчики VESTA используются для определения положения поршня пневмоцилиндра. Датчики могут быть установлены в стандартный Т-паз пневматических цилиндров серий NWT, NSK, HPSK или же закреплены на цилиндрах DVM с помощью специального монтажного комплекта FFS 01 VN. Магнитные датчики VESTA также могут быть использованы совместно с другими пневматическими цилиндрами, однако, обязательным условием работоспособности датчиков является наличие магнитного кольца на поршне пневмоцилиндров.

Магнитные датчики VESTA имеют двухточечное крепление, которое обеспечивает надежную фиксацию на пневмоцилидре, и специальный хвостовик из полупрозрачного пластика, благодаря которому светодиод индикации срабатывания датчика хорошо видно с любой стороны.

Артикул Напряжение питания Ток нагрузки Максимальная коммутируемая мощность Класс защиты Рабочая температура Время вкл. Время выкл. Контактное сопротивление Электрический ресурс Функция контакта
VNPR2 ~/=3…48 В 100 мА 6 ВА IP67 -20…+85 °С 0,5 мс 0,1 мс 0,1 ∧ 107 имп.
VNPE3 =6…30 В 200 мА 4 ВА IP67 0,8 мкс 0,3 мкс — 109 имп.
Габаритные размеры магнитных выключателей VNPR/VNPE, мм

Магнитный датчик положения cостоит из геркона, дополненного схемой электронной защиты, светодиодной индикацией красного цвета и изолированным герметичным корпусом.

Конструкция корпуса позволяет монтировать датчик в стандартный 8мм Т паз. Хвостовик датчика выполнен из прозрачного пластика что позволяет видеть индикацию при малых углах обзора.

VNPR2 — подключение через кабель (3м)
VNPE3 — подсоединение напрямую через 3-полюсной кабель (Электрический (PNP) Установка магнитных выключателей на цилиндры NWT ISO 15552
Универсальное устройство для монтажа датчиков на цилиндры ISO 6432 FFS 01 VN
(подходит для всех диаметров цилиндров DVM)Установка магнитных выключателей на цилиндры DVM ISO 6432
Установка магнитных выключателей на пневмоцилиндр HPSK

Магнитные датчики Infineon для измерения скорости и положения

1 декабря 2020

системы безопасностиавтомобильная электроникаучёт ресурсовавтоматизацияInfineonстатьядатчики

Александр Русу (г. Одесса)

Номенклатура магнитных датчиков Infineon включает в себя дискретные датчики Холла для определения положения объекта или наличия движения, датчики для измерения угла поворота, датчики для измерения линейных перемещений, датчики для измерения скорости и датчики объемного магнитного поля со встроенными микроконтроллерами. Перечисленные датчики предназначены для применения как в автомобилестроении, так и в других отраслях промышленности.

Определение пространственного положения как устройства в целом, так и отдельных его частей, необходимо в охранных системах с контролем состояния окон и дверей, в бесколлекторных двигателях постоянного тока, где алгоритм формирования напряжений основан на информации о положении ротора, во многих бытовых приложениях. Несмотря на разнообразие типов датчиков, позволяющих вводить в электрическую схему информацию о положении того или иного объекта, в последнее время все популярнее становятся устройства, основанные на измерении напряженности внешнего магнитного поля.

Ключевыми преимуществами магнитных датчиков являются компактность, экономичность, а также отсутствие электрических и механических связей между измерительным элементом и контролируемым объектом. А если прибавить к этому высокую чувствительность, линейность, точность и стабильность в широком диапазоне рабочих температур, то становится очевидным, что даже простая замена датчиков других типов, например, оптических или механических, на магнитные положительно скажется на технических и эксплуатационных характеристиках многих приложений.

Учитывая рост спроса, компания Infineon предлагает разработчикам богатый выбор микросхем магнитных датчиков.

Принцип работы магнитных датчиков

В 1879 году Эдвин Холл обнаружил, что при помещении проводника с током в поперечное магнитное поле на его боковых сторонах появляется разность потенциалов, пропорциональная направлению и величине магнитной индукции, что является результатом воздействия силы Лоренца на движущиеся заряды (рисунок 1). До второй половины ХХ века этот эффект не находил практического применения, и только в 1960 году был представлен первый промышленный датчик, основанный на этом физическом явлении. С этого момента магнитные датчики начинают активно использоваться в технике, приобретая все большую популярность.

Рис. 1. Принцип работы датчика Холла

Поскольку сила Лоренца, а следовательно, и ЭДС Холла, напрямую связана с подвижностью зарядов, для повышения чувствительности активный элемент изготавливают из полупроводниковых материалов. Чаще всего используют кремний, однако существуют и приборы с активной зоной из германия, арсенида галлия, фосфида индия и других полупроводников. Форма и геометрические размеры чувствительного элемента зависят от конкретного назначения, поэтому существуют как плоские, так и объемные датчики, причем при производстве плоских элементов хорошо зарекомендовала себя технология вакуумного напыления проводящих слоев на диэлектрическую основу. Несмотря та то, что чувствительность и линейность измерительного элемента напрямую зависят от его размеров, на практике редко применяют датчики с объемом активного проводника больше 1 мм3, что делает эти приборы одними из самых миниатюрных.

Однако эффект Холла имеет и ряд недостатков, основными из которых являются относительно малая величина выходного напряжения, не превышающая 1000 мВ/Тл, и температурная нестабильность. Это вынуждает устанавливать операционный усилитель, чаще всего с элементами термокомпенсации, в непосредственной близости от места проведения измерений, поэтому на рынке чаще всего присутствуют готовые решения – микросхемы, содержащие все необходимые для работы узлы и требующие минимального количества внешних компонентов (рисунок 2).

Рис. 2. Структурные схемы простейших магнитных датчиков

Поскольку микросхема магнитного датчика фактически является самостоятельной измерительной системой-на-кристалле, то никто не запрещает производителям электронных компонентов расширять ее возможности, путем добавления различных узлов и модулей, улучшающих как технические характеристики, так и функциональность. Поэтому на рынке присутствуют как простые датчики с аналоговым или дискретным выходом, так и целые измерительные системы с собственными сигнальными процессорами и энергонезависимой памятью для хранения настроек, поддерживающие большинство распространенных интерфейсов передачи данных, в том числе USART, I2C и SPI. И, конечно же, в каталогах Infineon имеются специализированные датчики практически для всех стандартных инженерных задач, таких как измерение угла поворота, скорости вращения и многих других.

Дискретные датчики Холла (Switch/Latch Sensors)

Определение наличия или отсутствия какого-либо объекта является, с одной стороны, самой простой, а с другой – самой распространенной задачей. Именно поэтому сфера применения дискретных датчиков простирается от бытовых приборов до серьезных промышленных и автомобильных систем с наивысшим уровнем функциональной безопасности. Этим же объясняется и широкий ассортимент датчиков, предлагаемых компанией Infineon, которые отличаются как по электрическим (чувствительность, гистерезис, тип выхода и так далее), так и по эксплуатационным характеристикам (температурный диапазон, диапазон рабочих напряжений и прочее).

Чаще всего дискретные (одиночные) датчики Холла применяются:

  • для определения наличия или отсутствия какого-либо объекта, например, датчик закрытия двери в охранных системах;
  • для определения наличия движения, например, датчик скорости вращения вала электродвигателя;
  • для определения положения объекта, например, концевые датчики стеклоподъемников автомобилей или датчики положения ручки управления автоматической коробкой передач (рисунок 3).

Рис. 3. Два комплекта (для обеспечения функциональной безопасности) датчиков Холла для определения положения ручки управления АКПП

Принцип работы дискретных магнитных датчиков производства компании Infineon основан на классическом эффекте Холла: чувствительный элемент измеряет величину электромагнитной индукции, в зависимости от которой выход микросхемы переводится в уровень логического нуля либо логической единицы.

Существуют два основных типа датчиков, отличающихся алгоритмом изменения выходного сигнала (рисунок 4). В простых переключателях (Switch) активный уровень выходного сигнала на выходе микросхемы устанавливается, если индукция внешнего магнитного поля превышает определенную величину. При этом для возврата в исходное состояние достаточно, чтобы индукция внешнего поля всего лишь стала меньше порогового значения (с учетом гистерезиса). Полярность магнитного поля при этом может быть как определенной (Unipolar), так и неопределенной (Bipolar). Такие микросхемы идеально подходят для определения наличия или отсутствия каких-либо объектов, например, в концевых датчиках, датчиках открытия/закрытия двери, датчиках положения ротора электродвигателя и прочих.

Рис. 4. Принцип работы дискретных датчиков Холла

В дискретных датчиках с защелкой (Latch) переключение выходного сигнала происходит только при достижении индукцией внешнего магнитного поля определенных пороговых значений, причем уровень выходного сигнала при этом зависит от полярности внешнего поля. Другими словами, после установки на выходе, например, логической единицы датчик вернется в исходное состояние только после того, как внешнее магнитное поле поменяет свою полярность. Такие датчики идеальны для приложений с вращающимися элементами. Например, с помощью дискретного датчика с защелкой можно достаточно легко определить частоту вращения вала электродвигателя.

Отдельно следует отметить микросхемы, содержащие в одном корпусе два датчика Холла (Double Hall Switches), с помощью которых можно определить не только частоту, но и направление вращения вала электродвигателя. Одним из таких приборов является микросхема TLE4966 с двумя выходами (рисунок 5), на которых присутствуют сигналы как о скорости (Speed), так и о направлении (Direction) вращения вала электродвигателя.

Рис. 5. Принцип работы микросхемы TLE4966

Дискретные датчики производства компании Infineon делятся на три большие категории, отличающиеся областью применения. Для автомобильных приложений следует выбирать датчики с префиксом TLE, которые могут работать в диапазоне рабочих температур -40…170°С при напряжении питания 3,0…5,5 В или 3,0…32 В. Аналогичный диапазон питающих напряжений и у датчиков, маркированных префиксом TLI и предназначенных для промышленного использования, однако температурный диапазон у них меньше и составляет -40…125°С. Для остальных потребительских приложений лучше всего выбирать датчики с префиксами TLV, способные работать в диапазоне температур -40…125°С при напряжении питания 3,0…26 В.

Основным семейством дискретных датчиков, предлагаемых компанией Infineon, являются датчики TLx496x (таблица 1), которые могут выпускаться как в потребительском, так и в промышленном и автомобильном исполнениях. Отличительной особенностью данного семейства является широкий диапазон рабочих напряжений, составляющий 3…32 В с возможностью перенапряжения до 42 В, при собственном токе потребления, не превышающем 1,6 мА. Широкий диапазон чувствительности и рабочих температур делает эти датчики идеальными для широкого круга приложений, в том числе и для устройств с высоким уровнем функциональной безопасности: промышленного оборудования, лифтов, электроинструмента, автомобилей и многих других.

Таблица 1. Технические характеристики датчиков семейства TLx496x

НаименованиеТипИндукция срабатывания, мТлИндукция отпускания, мТлГистерезис, мТлАвтомо-
бильные прило-
жения		Промышлен-
ные прило-
жения		Корпус
TLE4961-1M/LLatch2,0-2,04,0++SOT23/SSO-3-2
TLE4961-2MLatch5,0-5,010,0++SOT23
TLE4961-3M/LLatch7,5-7,515,0++SOT23/SSO-3-2
TLE4964-1MSwitch18,012,55,5++SOT23
TLE4964-2MSwitch28,022,55,5++SOT23
TLE4964-3MSwitch12,59,53,0++SOT23
TLE4964-5MSwitch7,55,02,5++SOT23
TLE4968-1M/LBipolar1,0-1,02,0++SOT23/SSO-3-2
TLE4961-5MLatch15,0-15,030,0++SOT23
TLE4961-4MLatch10,0-10,020,0++SOT23
TLE4964-4MSwitch10,08,51,5++SOT23
TLE4964-6MSwitch3,52,51,0++SOT23
TLV4964-1MSwitch18,012,55,5––SOT23
TLV4964-2MSwitch28,022,55,5––SOT23
TLI4961-1M/LLatch2,0-2,04,0–+SOT23/SSO-3-2
TLV4961-3MLatch7,5-7,015,0––SOT23

Для приложений, требующих высокоточного определения позиции контролируемого объекта, компания Infineon рекомендует дискретные датчики семейства TLE/TLI4963/65-xM (таблица 2), отличающиеся малым уровнем джиттера, не превышающим 0,35 мкс. Микросхемы TLE/TLI4963/65-xM рассчитаны на использование в промышленных и индустриальных приложениях и могут работать в диапазоне питающих напряжений в диапазоне 3,0…5,5 В, потребляя при этом ток, не превышающий 1,4 мА.

Таблица 2. Технические характеристики датчиков семейства TLE/TLI4963/65-xM

НаименованиеТипИндукция срабатывания, мТлИндукция отпускания, мТлГистерезис, мТлАвтомобильные приложенияПромышленные приложенияКорпус
TLE4963-1MLatch2,0-2,04,0+–SOT23
TLE4963-2MLatch5,0-5,010,0+–SOT23
TLE4965-5MUnipolarswitch7,55,02,5+–SOT23
TLI4963-1MLatch2,0-2,04,0–+SOT23
TLI4963-2MLatch5,0-5,010,0–+SOT23
TLI4965-5MUnipolarswitch7,55,02,5–+SOT23

В отличие от предыдущих серий дискретных датчиков, выпускаемых в SMD-корпусах, семейство TLV496x-xTA/B (таблица 3) рассчитано на использование в потребительской технике и выпускается в корпусах, предназначенных для монтажа в отверстия. Микросхемы имеют широкий диапазон рабочий напряжений, составляющий 3…26 В, при токе потребления, не превышающем 1,6 мА.

Таблица 3. Технические характеристики датчиков семейства TLV496x-xTA/B

НаименованиеТипИндукция срабатывания, мТлИндукция отпускания, мТлГистерезис, мТлКорпус
TLV4961-1TALatch2,0-2,04,0TO92S-3-1
TLV4961-1TBLatch2,0-2,04,0TO92S-3-2
TLV4961-3TALatch7,5-7,515,0TO92S-3-1
TLV4961-3TBLatch7,5-7,515,0TO92S-3-2
TLV4964-4TAUnipolarswitch10,08,51,5TO92S-3-1
TLV4964-4TBUnipolarswitch10,08,51,5TO92S-3-2
TLV4964-5TAUnipolarswitch7,55,02,5TO92S-3-1
TLV4964-5TBUnipolarswitch7,55,02,5TO92S-3-2
TLV4968-1TALatch1,0-1,02,0TO92S-3-1
TLV4968-1TBLatch1,0-1,02,0TO92S-3-2

Для приложений, требующих определения не только скорости, но и направления вращения роторов электродвигателей, предназначены датчики линейки TLE4966 (таблица 4), содержащие в одном корпусе два датчика Холла, расположенных на расстоянии 1,45 мм. Микросхемы TLE4966 удовлетворяют требованиям AEC-Q100 и могут использоваться, в том числе, в автомобильных приложениях.

Таблица 4. Технические характеристики датчиков семейства TLE4966

НаименованиеТипИндукция срабатывания, мТлИндукция отпускания, мТлГистерезис, мТлКорпус
TLE4966K/LDouble Hall, speed and direction output7,5-7,515TSOP6/SSO-4-1
TLE4966-2KDouble Hall, two independent outputs7,5-7,515TSOP6
TLE4966-3KDouble Hall, speed and direction output2,5-2,55TSOP6
TLE4966V-1KVertical double Hall, speed and direction output2,5-2,55TSOP6

Датчики угла поворота (Angle Sensors)

Измерение угла поворота вращающегося объекта необходимо в таких приложениях как электродвигатели, рулевые колонки автомобилей, разнообразное промышленное оборудование, робототехника, мехатронные системы, а также во многих других. От точности и надежности этих приборов во многом зависят как безопасность, так и качество работы большинства автоматизированных систем, поэтому неудивительно, что многие производители электронных компонентов ведут активные поиски новых методов как измерения положения измеряемого объекта, так и обработки полученных результатов.

Первоначально для измерения угла поворота применялись датчики на классическом эффекте Холла с аналоговым выходом, преимуществами которых, помимо традиционных для большинства магнитных приборов компактности и экономичности, являются безынерционность ввиду отсутствия магнитного гистерезиса и возможность работы в широком диапазоне уровней магнитных полей. Однако невысокая точность не позволила их использовать в прецизионных системах и заставила искать новые подходы к проведению измерений. Именно поэтому современные датчики угла поворота практически не используют данный принцип, а вычисляют положение внешнего магнита с помощью более точных методов измерения магнитосопротивления чувствительного элемента.

Одними из первых появились датчики, измеряющие величину анизотропного магнитосопротивления (Anisotropic Magneto Resistance, AMR). Основным отличием их от датчиков Холла является ориентация внешнего магнитного поля, силовые линии которого теперь должны быть направлены не перпендикулярно, а параллельно плоскости свободного (измерительного) слоя (Free Layer, FL), как показано на рисунке 6. Ключевым преимуществом AMR-датчиков является повышенная по сравнению с датчиками Холла чувствительность, а также малый уровень джиттера. Однако для многих прецизионных приложений этой точности все же недостаточно, к тому же AMR-датчики в принципе не способны определить полярность внешнего магнитного поля, из-за чего максимальное значение измеряемого угла ограничено 180°.

Рис. 6. Принцип работы магнитных датчиков для измерения угла поворота

Устранить эти недостатки удалось путем введения дополнительного опорного магнитного слоя (Reference Layer, RL), изолированного от внешнего магнитного поля немагнитным промежутком (Non Magnetic Layer, NML). Это привело к появлению условий для возникновения гигантского магнитосопротивления (Giant Magneto Resistance, GMR) в случае, когда магнитная ориентация свободного слоя, определяемая внешним магнитным полем, оказывается направленной навстречу жестко заданной магнитной ориентации опорного слоя. Датчики на основе гигантского магнитосопротивления отличаются повышенной чувствительностью и способны отследить любое положение внешнего объекта, поскольку их рабочий диапазон измерения угла равен 360°. К недостаткам GMR-датчиков можно отнести ограниченный диапазон индукции внешнего магнитного поля, который для большинства моделей не должен превышать 100 мТл.

Дальнейшие исследования в этой области привели к созданию в 2014 году нового поколения датчиков, в основе работы которых лежит измерение туннельного магнитосопротивления (Tunneling Magneto Resistance, TMR). Структура чувствительных элементов на основе измерения TMR аналогична структуре GMR-приборов и так же содержит два магнитных слоя (свободный и опорный), разделенных туннельным барьером (Tunnel Barrier, TB). Основное отличие этих методов заключается в направлении протекания тока, используемого для измерения сопротивления, который теперь направлен не вдоль, а поперек многослойной структуры.

Ключевым преимуществом датчиков на основе измерения туннельного магнитосопротивления является ультравысокая чувствительность. Выходной сигнал датчиков на основе TMR приблизительно в 20 раз выше, чем у AMR-датчиков и в шесть раз выше, чем у GMR-аналогов. Кроме этого, TMR-датчики отличаются высокой стабильностью, меньшим температурным дрейфом и меньшей скоростью старения.

Для точного определения угла поворота обычно используют восемь чувствительных элементов – магниторезисторов с разной ориентацией магнитных моментов опорных слоев относительно корпусов приборов (рисунок 7). Эти элементы, соединенные в два измерительных моста, под действием внешнего магнитного поля формируют два основных сигнала: синусный и косинусный, являющиеся основной для последующих математических вычислений.

Рис. 7. Принцип измерения угла поворота

Для критически важных приложений с высоким уровнем функциональной безопасности, например, для автомобильной техники, необходимо обязательное дублирование критически важных компонентов. Поскольку датчики угла поворота могут использоваться, например, в системах рулевого управления, отказ которых может привести к неконтролируемому движению транспортного средства и возможным человеческим жертвам, они должны соответствовать требованиям ISO 26262, в том числе и самого жесткого уровня ASIL-D. Этим требованиям полностью отвечают микросхемы, содержащие два независимых датчика, расположенные с двух сторон подложки на расстоянии, не превышающем 600 мкм (рисунок 8). Такое расположение позволяет упростить конструкцию рулевого устройства и формировать два независимых комплекта практически одинаковых сигналов с помощью единственного ферритового магнита, поскольку при столь малом расстоянии между датчиками напряженность измеряемого поля будет практически одинакова.

Рис. 8. Конструкция микросхем с двумя независимыми датчиками, расположенными по обе стороны подложки

Однако такое расположение датчиков внутри микросхемы вовсе не обязательно, поскольку для соответствия требованиям ISO 26262 важно, чтобы датчики и их выходные сигналы были электрически изолированы и независимы. Несмотря на то, что микросхема TLE5501 содержит два одинаковых датчика, смонтированные на одной стороне подложки, она соответствует требованиям ISO 26262, поскольку они электрически никак не связаны между собой (рисунок 9).

Рис. 9. Электрическая схема и пример использования микросхемы TLE5501

Анализируя номенклатуру датчиков угла поворота производства Infineon (таблица 5, рисунок 10), можно отметить, что большинство из них использует технологию GMR, хотя есть и модели с технологией AMR (TLE5109A16), а также одна микросхема (TLE5309D), содержащая два датчика, которые выполнены по разным технологиям (AMR и GMR). Поскольку измерение TMR остается относительно новым подходом в построении датчиков, ассортимент этих приборов пока невелик, однако можно предположить, что именно эта технология в ближайшем будущем станет доминирующей, поскольку требования к точности проведения измерений с каждым годом только растут.

Рис. 10. Номенклатура датчиков угла поворота Infineon

Таблица 5. Технические характеристики датчиков угла поворота Infineon

НаименованиеТехнологияРасположение датчиков на подложкеИнтерфейс выходов Sin/CosИнтерфейс аналогового выходаДополни-
тельные интер-
фейсы		ТочностьКорпус
TLE5009GMRС одной стороныАналоговый––0,9DSO-8
TLE5009A16(D)GMRС двух сторонАналоговый––1,0TDSO-16
TLE5011GMRС одной стороныSSC (SPI)––1,6DSO-8
TLI5012BGMRС одной стороныSSC (SPI)SSC (SPI)PWM/IIF/
SPC/HSM		1,9DSO-8
TLE5012B(D)GMRС одной или с двух сторонSSC (SPI)SSC (SPI)PWM/IIF/
SPC/HSM		1,0DSO-8/
TDSO-16
TLE5014C16(D)*GMRС одной или с двух сторон–SPC–1,0TDSO-16
TLE5014P16(D)*GMRС одной или с двух сторон–PWM–1,0TDSO-16
TLE5014S16(D)*GMRС одной или с двух сторон–SENT–1,0TDSO-16
TLE5014SP16(D)*GMRС одной или с двух сторон–SPI–1,0TDSO-16
TLE5109A16(D)AMRС одной или с двух сторонАналоговый––0,5TDSO-16
TLE5309DAMR + GMRС двух сторонАналоговыйSSC (SPI)–0,5 (AMR),
1,0  (GMR)		TDSO-16
TLE5501*TMRС одной стороныАналоговый––1,0DSO-8
* – соответствует ISO 26262.

Датчики Холла для измерения линейных перемещений (Linear Hall Sensors)

Во многих приложениях возникает задача определения положения объекта, перемещающегося по некоторой траектории, которая совсем не обязательно должна быть прямолинейной. Контролируемым объектом может быть, например, педаль или рулевая колонка автомобиля, дроссельная заслонка топливной системы двигателя внутреннего сгорания (рисунок 11), линейный привод промышленного робота, шток измерителя уровня жидкости и многие другие приложения, содержащие движущиеся части, положение которых может принимать любое значение в некотором ограниченном пространстве.

Рис. 11. Конфигурация магнитного поля магнитного датчика для определения положения дроссельной заслонки двигателя автомобиля

Очевидно, что в подобных приложениях необходимо измерять абсолютное значение магнитного поля, зависящее как от величины индукции внешнего магнита, так и от расстояния между ним и датчиком. А это означает, что данные системы должны иметь возможность калибровки, с помощью которой можно точно учесть все специфические особенности конкретного узла. Именно поэтому большинство линейных датчиков производства компании Infineon (таблица 6) кроме измерительной части содержат узлы для обработки результатов измерений с учетом поправочных коэффициентов, хранящихся во встроенной энергонезависимой памяти (рисунок 12).

Рис. 12. Структурная схема датчиков TLE4998

Таблица 6. Технические характеристики линейных датчиков Infineon

НаименованиеЧувствительностьИндукция отсечки, мкТлНапряжение питания (расширенный диапазон), ВАвтомо-
бильное исполне-
ние		ИнтерфейсКорпус
TLE4997±12,5…±300 мВ/мТл< ±4005 ±10% (7)+АналоговыйSSO-3-10, TDSO-8
TLE4998P±0,2…±6 %/мТл< ±4005 ±10% (16)+PWMSSO-3-10, SSO-4-1, SSO-3-9, TDSO-8
TLE4998S±8,2…±245 LSB/мТл< ±4005 ±10% (16)+SENTSSO-3-10, SSO-4-1, SSO-3-9, TDSO-8
TLE4998C±8,2…±245 LSB/мТл< ±4005 ±10% (16)+SPCSSO-3-10, SSO-4-1, SSO-3-9, TDSO-8

Датчики для измерения скорости (Speed Sensors)

Измерения скорости движения или вращения необходимы для нормальной и безопасной работы самых различных силовых агрегатов. Например, датчики скорости используются в автоматических коробках передач, спидометрах, системах, предотвращающих блокировку колес и в других автомобильных и промышленных приложениях. В современных автомобилях датчики скорости, контролирующие работу трансмиссии, совместно с датчиками давления позволяют бортовому компьютеру поддерживать такой режим работы двигателя, при котором обеспечивается минимальный уровень выбросов углекислого газа.

Принцип измерения скорости заключается в подсчете количества импульсов за определенный промежуток времени, формируемых с помощью магнитного датчика, расположенного в непосредственной близости от специального зубчатого колеса или многополюсного магнита (рисунок 13). В качестве чувствительного элемента в магнитных датчиках скорости могут применяться классические элементы Холла или узлы, основанные на измерении гигантского магнитного сопротивления (GMR). В критически важных приложениях, работающих в жестких условиях, в том числе и в приложениях с высоким уровнем электромагнитных помех, магнитные датчики скорости могут выпускаться с интегрированными конденсаторами, позволяющими, кроме всего прочего, уменьшить размеры измерительной системы за счет меньшего количества внешних компонентов.

Рис. 13. Принцип измерения скорости вращения с помощью магнитных датчиков

Одним из самых популярных датчиков скорости, предлагаемых компанией Infineon, является микросхема TLE4922 (рисунок 14), представляющая собой простое и экономичное решение, прекрасно подходящее как для автомобильных, так и для промышленных применений. При использовании ненамагниченных зубчатых шестеренок с противоположной от колеса стороны микросхемы необходимо устанавливать постоянный магнит, в качестве которого, благодаря адаптивно изменяемой величине гистерезиса и наличию механизма калибровки, можно использовать недорогие объемные магниты, индукция которых может колебаться в широких пределах. Кроме этого, TLE4922 обеспечивают превосходную точность измерений в широком диапазоне величин воздушных зазоров, а также в условиях сильной вибрации и электромагнитных помех.

Рис. 14. Структурная схема и пример использования микросхемы TLE4922

Более сложной моделью магнитных датчиков скорости, производимых компанией Infineon, является микросхема TLE4929 (рисунок 15) – активный датчик Холла, идеально подходящий для измерения скорости вращения коленчатых валов автомобильных двигателей, а также для сходных автомобильных или промышленных применений. Ключевыми преимуществами TLE4929 являются высокая точность, малый уровень джиттера, а также два интегрированных конденсатора, позволяющих микросхеме работать в сложной электромагнитной обстановке.

Рис. 15. Структурная схема микросхемы TLE4929

Благодаря наличию трех интегрированных датчиков Холла переключение TLE4929 происходит строго в момент, когда датчик находится возле центра зубца измерительной шестерни, что обеспечивает независимость результатов измерения от направления вращения контролируемого вала. Возможность программирования данной микросхемы с сохранением настроек в энергонезависимой памяти позволяет эффективно адаптировать ее под конкретные значения индукции используемых магнитов и величин воздушных зазоров.

Датчики объемного магнитного поля (3D Magnetic Sensors)

До недавнего времени измерения магнитного поля по одной, максимум двум координатам для большинства приложений было вполне достаточно. Однако в связи с бурным развитием микропроцессорных систем и робототехники появилась возможность (и потребность) в более сложном пространственном позиционировании. Отвечая на это, компания Infineon разработала магнитные датчики, способные измерять величину магнитной индукции по трем координатам, а значит – определять пространственное положение контролируемого магнита.

В общем случае для этого необходимы три чувствительных элемента, например, на основе эффекта Холла, ориентированные в пространстве соответствующим образом, и комплект специализированных аппаратных и программных узлов, обеспечивающий обработку полученных сигналов (рисунок 16). Очевидно, что из-за повышенной сложности данной задачи обработку сигналов проще всего проводить с помощью цифровых методов, поэтому все 3D-датчики производства компании Infineon содержат интегрированный микроконтроллер, обеспечивающий обработку оцифрованных сигналов с передачей результатов вычислений по одному из широко используемых интерфейсов.

Рис. 16. Принцип работы датчиков объемного магнитного поля

Одним из таких решений являются датчики TLx493D (таблица 7), обеспечивающие точное трехмерное позиционирование с обнаружением линейных, вращательных и трехмерных перемещений. Благодаря компактному 6-выводному корпусу и ультрамалому энергопотреблению микросхемы TLx493D могут использоваться в широком спектре практических приложений и заменить традиционные резистивные и оптические датчики, не имевшие до недавнего времени аналогов в этой сфере (рисунок 17).

Рис. 17. Пример применения датчиков объемного магнитного поля

Таблица 7. Технические характеристики 3D-датчиков Infineon

МодельДиапазон рабочих температур, °CСоответст-
вие требова-
ниям		Линейный диапазон магнитного поля, мТлРазреше-
ние, мкТл/LSB		Ток потребленияЧастота измеренийКорпус
TLV493D-A1B6-40…125JESD47±130 (тип.)987 нА…3,7 мА10 Гц…3,3 кГцTSOP6
TLI493D-A2B6-40…105JESD47±160 (мин.), ±100 (мин.)130 (65)7 нА…3,7 мА10 Гц…3,3 кГцTSOP6
TLE493D-A2B6-40…125AEC-Q100±160 (мин. )130 (65)7 нА…3,3 мА10 Гц…8,4 кГцTSOP6
TLE493D-W2B6 A0-40…125AEC-Q100±160 (мин.), ±100 (мин.)130 (65)7 нА…3,3 мА0,05 Гц…8,4 кГцTSOP6
TLE493D-W2B6 A1
TLE493D-W2B6 A2
TLE493D-W2B6 A3

Заключение

Магнитные датчики Infineon перекрывают большинство практических приложений, начиная от простых устройств с минимальным уровнем автоматизации и заканчивая сложными промышленными и автомобильными системами с наивысшими требованиями к функциональной безопасности. Очевидно, что столь высокий уровень выпускаемой продукции был бы просто невозможен без тщательной проработки каждого узла предлагаемых микросхем на этапах проектирования и производства. Компания Infineon продолжает оставаться одним из лидеров в области магнитных датчиков, обеспечивая производителей качественной продукцией, выполненной по самым современным технологиям.

•••

Магнитные датчики KIPPRIBOR серии LM

Прайс-лист

Магнитные датчики KIPPRIBOR серии LM контролируют промежуточные и конечные положения поршня пневматического цилиндра.
Датчик формирует дискретный сигнал о положении поршня, что позволяет автоматизировать оборудование, на котором установлен пневмоцилиндр.


Датчики KIPPRIBOR серии LM применяют при автоматизации станков в машиностроении, пищевой и деревообрабатывающей промышленности, а также в оборудовании для производства пластиковых окон.


Датчики KIPPRIBOR серии LM подходят для пневмоцилиндров Festo, KIPVALVE, SMC, Camozzi, Pneumax.

Особенности магнитных датчиков KIPPRIBOR LM:

  • Совместимы с тремя типами цилиндров: с круглой гильзой, со стяжными шпильками или с Т-образным пазом;
  • Типовые разъёмы М8 и EZ3 магнитных датчиков KIPPRIBOR обеспечивают лёгкую замену и безошибочное подключение;
  • Соединители и монтажные наборы KIPPRIBOR значительно упрощают монтаж и подключение датчиков;
  • Прочный износостойкий корпус с винтовым зажимом обеспечивает надежную фиксацию датчиков даже на вибронагруженном оборудовании;
  • Маслостойкие материалы корпуса и кабеля, высокая допустимая температура эксплуатации, корпус со степенью защиты IP67 позволяют использовать датчики в тяжелых промышленных условиях;
  • Яркий дизайн и светодиодная индикация облегчают визуальный контроль за датчиком в процессе эксплуатации и настройки

Характеристики магнитных датчиков KIPPRIBOR серии LM:

Параметр Значение параметра
Модификация LM50-34. R1.U6.K LM50-34.R1.U1.K

LM50-34.I1.U1.K;

LM50-34.I1.U1.K08;

LM50-34.I1.U1.KZ3
Тип датчика герконовый герконовый  магниторезистивный (датчик Холла)
Коммутационная функция NO (2-х проводное подключение) NO (3-х проводное подключение) NO (3-х проводное подключение)
Коммутационный элемент геркон геркон транзистор (PNP/NPN автоопределение)
Номинальное напряжение 12…240 VDC / 24…240 VAC 10…30 VDC 10…30 VDC
Коммутируемый ток (max) 100 мА 500 мА 100 мА
Максимальная отключаемая нагрузка (max) 10 Вт 10 Вт 3 Вт
Потребляемый ток (max)  — 10 мА, при 24В 7,5 мА, при 24В
Падение напряжения на датчике 2,5 В, при токе 100 мА DC  0,1 В, при токе 500 мА DC 1 В, при токе 100 мА DC
Ток утечки (max)  —  — 0,01 мА
Индикация красный светодиод*  желтый светодиод красный светодиод
Кабель  ∅2,9 мм, 2 жилы, маслостойкая изоляция ∅2,9 мм, 3 жилы, маслостойкая изоляция ∅2,9 мм, 3 жилы, маслостойкая изоляция
Чувствительность 35. ..45 Гс 35…45 Гс 40…800 Гс
Частота срабатывания 200 Гц 200 Гц 5000 Гц
Температура эксплуатации –10…70°C –10…70°C –10…70°C
Стойкость к ударной нагрузке 30 g 30 g 50 g
Стойкой к вибрационной нагрузке 9 g 9 g 9 g
Класс защиты IP67  IP67  IP67
Встроенная электрическая защита —  — От тока обратной полярности, от перенапряжения
Подключение кабельный вывод 2,5м кабельный вывод 2,5м

кабельный вывод 2,5 м,

разъём М8 (male),

разъём EZ3 (male)

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
кольцом к датчику, чувствительный элемент реагирует на магнитное поле и выход датчика замыкается. Одновременно с замыканием выхода включается светодиод, сигнализируя о срабатывании датчика.

Каждый тип датчиков имеет свои достоинства и недостатки друг относительно друга.

Для герконовых датчиков: Для магниторезистивных:

+ Выше отключаемая мощность
+ Есть датчики с универсальным питанием (AC/DC)
+ Широкий диапазон коммутируемого напряжения (до 240 В)
+ Отсутствие токов утечки в выключенном состоянии
– Ниже частота срабатывания
– Подвержены механическому износу
– Отсутствие встроенной защиты
– Некоторые датчики требуют соблюдения полярности питания
– Нет датчиков с разъёмом


+ «Умная» схема с автоопределением типа входа (PNP/NPN)
+ Встроенная защита от обратной полярности и
перенапряжения
+ Выше частота переключения
+ Отсутствует дребезг контактов
+ Не подвержены механическому износу
+ Лёгкое подключение и быстрая замена за счёт разъёмов
M8 и EZ3
– Ниже отключаемая мощность
– Присутствует назначительный ток утечки в выключенном
состоянии
– Нет датчиков на переменное напряжение

Функциональная схема применения магнитных датчиков KIPPRIBOR серии LM на примере установки для запайки стаканчиков крышками из фольги

Описание работы:
1. Контроллер подаёт команду «вниз» на пневмораспределитель;
2. Пневмораспределитель срабатывает и впускает воздух в цилиндр;
3. Поршень цилиндра опускается. Срабатывает датчик нижнего положения и контроллер получает сигнал «Поршень в нижнем положении»;
4. Контроллер подаёт команду «вверх» на пневмораспределитель;
5. Поршень цилиндра поднимается в исходное положение. Датчик верхнего положения фиксирует возврат поршня, даёт сигнал контроллеру.

Схемы подключения магнитных датчиков KIPPRIBOR серии LM

LM50-34.R1.U6.K

 

 

LM50-34.I1.U1.K

 

NPN

 

PNP

LM50-34. I1.U1.K08, LM50-34.I1.U1.KZ3

 

NPN

PNP

LM50-34.R1.U1.K

Распиновка разъёмов M8 и EZ3

M8 male

EZ3 male

Габаритные размеры датчиков KIPPRIBOR серии LM

Модель Габаритные размеры
LM50-34.R1.U6.K
LM50-34.R1.U1.K
LM50-34. I1.U1.K
LM50-34.I1.U1.K08
LM50-34.I1.U1.KZ3

Обозначение при заказе магнитных датчиков KIPPRIBOR серии LM

Пример обозначения при заказе:

LM50-34.I1.U1.K08
вы заказали:
LM – Магнитный датчик
50 – Ширина корпуса 5 мм
34 – Длина корпуса 34 мм
I – С автоматическим определением схемы (PNP/NPN),
1 – С коммутационной функцией NO
U1 – Напряжением питания 10…30 VDC
K08 – C разъёмом М8

 

Способы монтажа магнитных датчиков KIPPRIBOR серии LM

  Фиксация в Т-пазе винтовым зажимом Фиксация на гильзе круглого цилиндра
с помощью монтажного набора серии PBI		 Фиксация на стяжной шпильке пневмоцилиндра
с помощью монтажного набора серии PN
Тип цилиндра

Пневмоцилиндр с Т-образным пазом

Круглый пневмоцилиндр

Пневмоцилиндр со стяжными шпильками
Способ монтажа

Фиксация винтовым зажимом

Монтажный набор серии PBI

Монтажный набор серии PN
Монтажные размеры

Размеры Т-паза

 Диаметр цилиндра:
PBI-01: ∅6-63 мм;
PBI-02: ∅6-125 мм		 Диаметр шпильки:
PN-6: ∅4-6 мм;
PN-8: ∅8 мм;
PN-10: ∅10 мм;
PN-12: ∅12 мм;
PN-16: ∅14-16 мм

Таблица аналогов магнитных датчиков KIPPRIBOR серии LM

Модификация датчика KIPPRIBOR Аналоги других производителей
Camozzi Festo TEKO SMC Sick
LM50-34. R1.U6.K

CST-220

 SME-8M MS FE8

FY-59B

D-Y7BA

 RZT7
LM50-34.R1.U1.K CST-232
LM50-34.I1.U1.K CST-332 SMT-8M  

DY-59A

D-Y7P

D-Y7G

F-Y59B

 MZT8
LM50-34.I1.U1.K08 CST-362
LM50-34.I1.U1.KZ3  

Таблица применимости магнитных датчиков KIPPRIBOR серии LM на пневмоцилиндрах различных производителей

Производитель Серия цилиндров с установкой датчика в Т-паз Серия цилиндров для установки датчика с помощью монтажного набора серии PN Серия цилиндров для установки датчика с помощью монтажного набора серии PBI
Festo

ADN

DSBC

 DFSG DSNU
DSNU-KP
ESNU
DSNU-S
CRDSNU
KIPVALVE  

KVNG

KVSC

 KVMAL
SMC C95, C55 c T-слотом C96 C85
Camozzi

31-31R

32-32R

52

QC-QCTB-QCTF

47

62

61

69

40

60
Серия 63 с круглой гильзой

 Серия 24
Серия 25
Pneumax

1540-1550 ECOMPACT-S SERIES

с магнитом в поршне

1394

1306,1307,1308

1230-1232

1280-1294

1260-1274 с магнитом в поршне

1280-1294 «MIR»

 


Магнитные датчики положения.

Серия CST-CSV-CSH.

Герконовый датчик, датчик Холла, магниторезистивный.

 

Магнитные датчики положения Серии CST-CSV-CSH служат детектором положения поршня цилиндра. Под воздействием магнитного поля поршня замыкается внутренний контакт датчика, и электрический сигнал выдается в цепь электрической катушки клапана или на вход PLC.

О замыкании контакта информирует светодиод желтого цвета.

» Разработаны для крепления в канавки на корпус цилиндра.

» 2 модели (CST/CSV и CSH) подходят для всего диапазона цилиндров Камоцци.

» С коннектором М8 и без.

Принцип работы датчика на базе геркона основан на переключении механического контакта и предназначен для эксплуатации при постоянном (до 110 В) и переменном токе (до 220 В). Срок эксплуатации герконового датчика меньше, чем у датчика на основе эффекта Холла, у которого принцип работы основан на использовании свойств полупроводников. Датчик на основе эффекта Холла может эксплуатироваться только на постоянном токе с напряжением до 30 В. Датчики этой серии могут устанавливаться в канавки на корпусе некоторых серий цилиндров без специальных приспособлений или на гильзы и шпильки, используя скобы и хомуты.

ОБЩИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Модель

CST-…

CSV-…

CSH-…

Действие

Геркон (CST и CSV)

Датчик Холла(СЭТ и CSV) Магниторезистивный (CSH)

Состояние контакта

Нормально открытый (H.O.)

Напряжение

см. характеристики модели

Максимальный ток

см. характеристики модели

Максимальная

Геркон 8 W DC и 10 VA АС

нагрузка

Датчик Холла и магниторезистивный 6 W DC

Степень защиты

IP 67

Материалы

Пластиковый корпус, залитый эпоксидной смолой, ПВХ, ПУ изоляция кабеля

Крепление

Непосредственно в канавку или с помощью адаптеров (только CST)

Индикация

Желтый светодиод

Защита

см. характеристики модели

Время включения

Геркон <1,8 мс

Датчик Холла и магниторезистивный <1 мс

Рабочая температура

-10 °С + 80 °С

Число срабатываний

Геркон 10.000.000 циклов

Датчик Холла и магниторезистивный 10.000.000.000 циклов

Электрическое

кабель 2×0,14 (2 м)

соединение

кабель 3×0,14 (2 м) коннектор М8 (0,3 м)

КОДИРОВКА

CS

т

—

2

2

0

N

—

5

CS

СЕРИЯ

т

МОДИФИКАЦИЯ Т = Т-образный V = V-образный

Н = Т — для монтажа в закрытую канавку

2

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ

2    = геркон

3    = датчик Холла

2

2    = 2-х проводной (только геркон)

3    = 3-х проводной

5    = 2-х проводной со штекером М8 (только геркон)

6    = 3-х проводной со штекером М8

0

0    = 2-х проводной CST-CSV

1    = 30-110V DC; 30-230V АС

2    = 3-х проводной CST-CSV (PNP)

3    = 10-30VAC/DC (PNP)

4    = 10-27V AC/DC (PNP)

N

N = Соответствие стандарту (только CST/CSV-250N)

5

2 = кабель 2 м 5 = кабель 5 м

МАГНИТНЫЕ ДАТЧИКИ ПОЛОЖЕНИЯ

ДАТЧИКИ НА БАЗЕ ГЕРКОНА BN = коричневый BU = синий ВК = черный

ДАТЧИКИ ЭФФЕКТ ХОЛЛА BN = коричневый BU = синий ВК = черный

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ ДАТЧИКОВ

Магнитные датчики на базе геркона, в версии с 3-мя проводами позволяет соединить несколько датчиков последовательно, поскольку нет падения напряжения между источником и нагрузкой (см. схему соединения).

В версии с 2-мя проводами падение напряжения составит 2.5V и 1V для датчиков на базе эффекта Холла.

BN = коричневый BU = синий ВК = черный L = нагрузка

Информация по правильному применению магнитных датчиков положения

Магнитные датчики положения состоят из геркона, который заключен в стеклянную колбу, заполненную инертным газом. Контакты, созданные из магнитного материала (никель-железо), представляют собой упругие пластины, покрытые в местах контакта материалом, не создающим электрическую дугу.

Срабатывание происходит при достижении определенной напряженности магнитного поля при приближении постоянного магнита, закрепленного на поршне пневмоцилиндра. Оба датчика нормально разомкнутого типа и для замыкания нужно воздействие магнитного поля. Индукция магнитного поля, поддерживающего датчик во включенном состоянии показана на схеме 4. Размер b определяет зону срабатывания. Размер Н определяет величину гистерезиса геркона — то есть разницу в положениях поршня на момент включения и выключения датчика. Значения b и Н сведены в таблицу в соответствии с диаметром цилиндра. Максимальная скорость, с которой может двигаться поршень без проскока геркона, зависит от расстояния b и от времени реакции геркона и всех остальных элементов схемы.

Максимальная скорость

Максимальная скорость поршня с подтверждением от герконового датчика может быть вычислена по формуле: b/t= скорость, где

b = зона срабатывания в мм (см.таблицу) t = общее время реакции системы в миллисекундах Скорость = максимальная скорость в м/с.

ЗОНА СРАБАТЫВАНИЯ И ГИСТЕРЕЗИС

Информация по правильному применению магнитных датчиков положения Н = величина гистерезиса геркона b = зона срабатывания, мм

Серия

ø

b (мм)

H (мм)

24-25

16

9,2

1,2

24-25

20

12

1

24-25

25

11,7

1,1

27

20

10,5

1,6

27

25

10,9

1,6

27

32

10,7

1,1

27

40

12,1

1,7

27

50

12,1

1,2

27

63

14,1

1,3

QP

12

10

1,3

QP

16

11,8

1,5

QP

20

11,1

1,6

QP

25

10,6

1,6

QP

32

12,7

1,2

QP

40

12,5

1,1

QP

50

15,4

1,6

QP

63

16,7

1,5

QP

80

13,2

1,7

QP

100

16,8

1,8

31

12

9,2

1,4

31

16

7,9

1,3

31

20

9,1

1,5

31

25

10,6

1,5

31

32

11,9

1,7

31

40

12,9

2,2

31

50

14,7

1,2

31

63

15,2

1,4

31

80

16,6

1,8

31

100

16,8

1,7

40

160

24

2

40

200

26

2

Серия

ø

b (мм)

H (мм)

47

32

10

1

47

40

11

1

47

50

12

1,2

47

63

13

1

47

80

13

1

47

100

16

1

60

32

9,9

1

60

40

8,9

1,2

60

50

10,7

1

60

63

12,9

1,2

60

80

11,5

1,4

60

100

14,9

1,4

60

125

22

1

61

32

9

1

61

40

9,3

1,3

61

50

11

1,6

61

63

13,4

1,3

61

80

13,2

1,6

61

100

15,2

1,7

61

125

22,1

1,3

42

32

10,8

1,5

42

40

11,2

1,6

42

50

12,6

1,7

42

63

14,1

1,7

QCT

20

10

1,7

QCT

25

11,4

1,8

QCT

32

12,1

1,8

QCT

40

12,4

1,8

QCT

50

13,7

1,9

QCT

63

13,5

1,8

Серия

ø

b (мм)

H (мм)

69

32

34,5

3,8

69

40

29,6

4,1

69

50

31,5

4,6

69

63

32,3

3,1

69

80

24

2,9

69

100

25,6

2,9

69

125

30,1

1,7

Максимальная нагрузка

Индуктивная/емкостная нагрузка:

8 Вт постоянного тока, 10 В А переменного тока. Максимальный ток = 250 мА.

Вольт-амперная характеристика датчика показана на рисунке.

Максимальная нагрузка

Индуктивная/емкостная нагрузка:

8 Вт постоянного тока, 10 В А переменного тока. Максимальный ток = 250 мА.

Вольт-амперная характеристика датчика показана на рисунке.

Максимальная нагрузка

 

Индуктивная/емкостная нагрузка:

8 Вт постоянного тока, 10 В А переменного тока. Максимальный ток = 250 мА.

Вольт-амперная характеристика датчика показана на рисунке.

Электрическая цепь с защитой против скачков напряжения

Магнитные датчики на базе геркона не защищены от перепадов напряжения. Рекомендуется использовать подавители помех, три типичных примера показаны на схемах.

Указанные схемы справедливы при правильном подключении датчиков.

1    = датчик

2    = нагрузка

3    = диод / варистор

Магнитные датчики положения. Серия CST Длина кабеля 2 м или 5 м.

При изменении полярности подключения датчик сохраняет работоспособность, но светодиод включаться не будет.

Мод.

Действие

Напряжение (V)

Выход

Макс. ток

Макс. нагрузка Защита

CST-220

геркон

10+110 DC, 230 АС

—

250 мА

—

CSV-220

геркон

10+110 DC, 230 АС

—

250 мА

—

CST-220-5

геркон

10+110 DC, 230 АС

—

250 мА

—

CST-232

геркон

5+30 DC

PNP

250 мА

Защита от изменения полярности

CSV-232

геркон

5+30 DC

PNP

250 мА

Защита от изменения полярности

CST-332

датчик Холла

5+30 AC/DC

PNP

100 мА

Защита от изменения полярности и перенапряжения

CST-332

датчик Холла

5+30 AC/DC

PNP

100 мА

Защита от изменения полярности и перенапряжения

Магнитные датчики положения Серия CST с коннектором М8.

EN 60947-5-2 4 (только Мод. N) длина кабеля 0,3м.

При изменении полярности подключения датчик сохраняет работоспособность, но светодиод включаться не будет.

Мод.

Действие

Напряжение (V)

Выход

Макс. ток

Макс. нагрузка

Защита

CST-250N

геркон

10+110* AC/DC

—

250 мА

 

—

CSV-250N

геркон

10+110* AC/DC

—

250 мА

 

—

CST-262

геркон

5+30 AC/DC

PNP

250 мА

 

Защита от изменения полярности

CSV-262

геркон

5+30 AC/DC

PNP

250 мА

 

Защита от изменения полярности

CST-362

датчик Холла

10+27 DC

PNP

100 мА

 

Защита от изменения полярности и перенапряжения

CSV-362

датчик Холла

10+27 DC

PNP

100 мА

 

Защита от изменения полярности и перенапряжения

Магнитные датчики положения с 2-х и 3-х проводным кабелем.

Серия CSH Максимальный рабочий ток показан на графиках.

При изменении полярности подключения датчик сохраняет работоспособность, но светодиод включаться не будет.

Мод.

Действие

Напряжение (V)

Выход

Макс. ток

Макс. нагрузка

Защита

CSH-223-2

геркон

10-30AC/DC

—

250 мА

 

Защита от изменения полярности

CSH-223-5

геркон

10-30AC/DC

—

250 мА

 

Защита от изменения полярности

CSH-221-2

геркон

30-230 АС 30-110 DC

—

250 мА

 

Защита от изменения полярности

CSH-221-5

геркон

30-230 АС 30-110 DC

—

250 мА

 

Защита от изменения полярности

CSH-233-2

геркон

10-30 AC/DC

PNP

250 мА

 

Защита от изменения полярности

CSH-233-5

геркон

10-30 AC/DC

PNP

250 мА

 

Защита от изменения полярности

CSH-334-2

магниторезистивный

10-27 AC/DC

PNP

250 мА

 

Защита от изменения полярности и перенапряжения

CSH-334-5

магниторезистивный

10-27 AC/DC

PNP

250 мА

 

Защита от изменения полярности и перенапряжения

Магнитные датчики положения с разъёмом М8.

Серия CSH Максимальный рабочий ток показан на графиках.

При изменении полярности подключения датчик сохраняет работоспособность, но светодиод включаться не будет.

Мод.

Действие

Напряжение (V)

Выход

Макс. ток

Макс. нагрузка

Защита

CSH-253

геркон

10-30 AD/DC

—

250 мА

 

Защита от изменения полярности

CSH-263

геркон

10-30 AD/DC

PNP

250 мА

 

Защита от изменения полярности

CSH-364

магниторезистивный

10-27 AD/DC

PNP

250 мА

 

Защита от изменения полярности и перенапряжения

Кабель с разъёмом М8 Мод.

CS-5

Длина 5 м. BN = коричневый ВК = черный BU = синий

В случае, использования 2-х проводного датчика с разъемом М8 (CST-250N, CSV-250N и CSH-253), соедините коричневый провод с ”+” источника питания и черный провод с нагрузкой.

Мод.

CS-5

Заглушки для пазов Мод. S-CST-500.

В комплект входит:

Заглушка    500    мм

Мод.

S-CST-500

 

Заглушки для пазов цилиндров следующих серий:

-31

—    31 тандем и многопозиционный

—    QCT-QCB

—    QCBT-QCBF -47

-61

-69

 

Крепежный хомут для датчиков Серии CST — CSH.

 

Мод.

Цилиндры серии

ø

Мод.

Цилиндры серии

0

Мод.

Цилиндры серии

ø

S-CST-02

24-25-27

16

S-CST-07

90-92

40

S-CST-12

90

125

S-CST-03

24-25-27

20

S-CST-08

90-92

50

S-CST-18

27-42

32

S-CST-04

24-25-27

25

S-CST-09

90-92

63

S-CST-19

27-42

40

S-CST-05

94-95

16-20-25

S-CST-10

90

80

S-CST-20

27-42

50

S-CST-06

90-92

32

S-CST-11

90

100

S-CST-21

27-42

63

Крепления для датчиков Серии CST.

Мод.

Цилиндры серии

ø

S-CST-01

QP — QPR

20+100

S-CST-01

50

32+80

 

Крепления датчиков Серии CST и CSH на шпильку.

 

Мод. 111

Цилиндры серии

ø

S-CST-25

60

32+63

S-CST-26

60

80-100

S-CST-27

60

125

S-CST-28

40

160-200

Адаптеры для датчиков Серии CST и CSH.

Для цилиндров Серии 40 и 60 с направляющими 45 NHT или 45 NHB.

 

Мод.

Цилиндры серии

ø

S-CST-45N1

60

32+63

S-CST-45N2

60

80-100

Датчики Серии CSV

Датчики Серии CST — CSH

CSV датчики должны быть установлены непосредственно в канавку:

для цилиндров ø 16 — 25 Серии 50 для цилиндров ø 12 — 16 Серии QP-QPR.

CST датчики должны быть установлены непосредственно в канавку:

для цилиндров Серии 31-31R для цилиндров Серии QC для цилиндров Серии 47 для цилиндров Серии 61 для цилиндров Серии 69

Новые магнитные датчики помогут защитить корабли в космосе

https://ria. ru/20191206/1561996727.html

Новые магнитные датчики помогут защитить корабли в космосе

Новые магнитные датчики помогут защитить корабли в космосе — РИА Новости, 06.12.2019

Новые магнитные датчики помогут защитить корабли в космосе

Ученые Национального исследовательского ядерного университета “МИФИ” (НИЯУ МИФИ) создали новую систему бесконтактных датчиков для изучения быстропротекающих… РИА Новости, 06.12.2019

2019-12-06T09:00

2019-12-06T09:00

2019-12-06T09:00

наука

национальный исследовательский ядерный университет «мифи»

космос — риа наука

навигатор абитуриента

университетская наука

/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content

/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content

https://cdnn21.img.ria.ru/images/150981/65/1509816502_0:63:1201:738_1920x0_80_0_0_fcf3c7faae8195947e8d343243bf140a.jpg

МОСКВА, 6 дек — РИА Новости. Ученые Национального исследовательского ядерного университета “МИФИ” (НИЯУ МИФИ) создали новую систему бесконтактных датчиков для изучения быстропротекающих процессов, что применимо в криминалистике и аэрокосмических исследованиях. Результаты исследования опубликованы в журнале «Journal of Applied Mechanics and Technical Physics».По мнению разработчиков, внедрение бесконтактных индукционных датчиков вместо традиционных контактных позволит значительно повысить точность измерений при баллистических испытаниях как в воздухе, так и в твердых и жидких средах. Новая система мобильна и, как заявляют авторы исследования, может быть использована при проведении криминалистических и судебных экспертиз, а также при разработке средств защиты аэрокосмической техники от столкновений с техногенным мусором и метеоритными частицами.Датчики, как объяснили ученые, реагируют на изменения энергии магнитного поля и скорости магнитного потока. По их словам, преимущество нового типа устройств в значительной чувствительности, простоте и прочности конструкции. Работа такого датчика не требует источника питания.“В дальнейшем на основе текущих результатов мы рассчитываем создать еще несколько типов датчиков, а также средства запуска импульсных рентгенов, регистрирующих формирование гиперзвуковых осколков и их взаимодействие с защитными экранами при моделировании защиты космотехники”, — поделился соавтор исследования Алексей Зубанков. Исследовательская группа планирует в дальнейшем приступить к разработке методов комбинирования бесконтактных индукционных датчиков и регистрирующих оптико-фотоэлектронных схем, что позволит усовершенствовать измерительные методики при проведении сложных и дорогостоящих экспериментов.

https://ria.ru/20191118/1560980820.html

https://ria.ru/20190927/1559150059.html

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

2019

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

Новости

ru-RU

https://ria.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og. xn--p1ai/awards/

1920

1080

true

1920

1440

true

https://cdnn21.img.ria.ru/images/150981/65/1509816502_67:0:1132:799_1920x0_80_0_0_df68d579b1ea7c452a7732356f0f2f7e.jpg

1920

1920

true

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

национальный исследовательский ядерный университет «мифи», космос — риа наука, навигатор абитуриента, университетская наука

Наука, Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», Космос — РИА Наука, Навигатор абитуриента, Университетская наука

МОСКВА, 6 дек — РИА Новости. Ученые Национального исследовательского ядерного университета “МИФИ” (НИЯУ МИФИ) создали новую систему бесконтактных датчиков для изучения быстропротекающих процессов, что применимо в криминалистике и аэрокосмических исследованиях. Результаты исследования опубликованы в журнале «Journal of Applied Mechanics and Technical Physics».

По мнению разработчиков, внедрение бесконтактных индукционных датчиков вместо традиционных контактных позволит значительно повысить точность измерений при баллистических испытаниях как в воздухе, так и в твердых и жидких средах.

«Изучив возможности обнаружения и хронографирования гиперзвуковых частиц при помощи датчиков с постоянным магнитом, мы предложили метод определения средней скорости частиц, а также метод запуска регистрирующего оборудования для их оптического бесконтактного обнаружения», — рассказал профессор кафедры специального приборостроения физико-технического факультета Саровского физико-технического института НИЯУ МИФИ Сергей Герасимов.

Новая система мобильна и, как заявляют авторы исследования, может быть использована при проведении криминалистических и судебных экспертиз, а также при разработке средств защиты аэрокосмической техники от столкновений с техногенным мусором и метеоритными частицами.

Датчики, как объяснили ученые, реагируют на изменения энергии магнитного поля и скорости магнитного потока. По их словам, преимущество нового типа устройств в значительной чувствительности, простоте и прочности конструкции. Работа такого датчика не требует источника питания.

18 ноября 2019, 09:00Наука

Российскую сверхлегкую «умную оптику» готовят к испытаниям на орбите

“В дальнейшем на основе текущих результатов мы рассчитываем создать еще несколько типов датчиков, а также средства запуска импульсных рентгенов, регистрирующих формирование гиперзвуковых осколков и их взаимодействие с защитными экранами при моделировании защиты космотехники”, — поделился соавтор исследования Алексей Зубанков.

Исследовательская группа планирует в дальнейшем приступить к разработке методов комбинирования бесконтактных индукционных датчиков и регистрирующих оптико-фотоэлектронных схем, что позволит усовершенствовать измерительные методики при проведении сложных и дорогостоящих экспериментов.

27 сентября 2019, 03:00Наука

Самарские ученые разработали уникального орбитального уборщика

Магнитные датчики KIPPRIBOR серии LM50

Магнитные датчики KIPPRIBOR серии LM50 контролируют промежуточные и конечные положения поршня пневматического цилиндра.

Датчик формирует дискретный сигнал о положении поршня, что позволяет автоматизировать оборудование, на котором установлен пневмоцилиндр.

Датчики KIPPRIBOR серии LM50 применяют при автоматизации станков в машиностроении, пищевой и деревообрабатывающей промышленности, а также в оборудовании для производства пластиковых окон.

Датчики KIPPRIBOR серии LM50 подходят для пневмоцилиндров Festo, KIPVALVE, SMC, Camozzi, Pneumax.

Особенности магнитных датчиков KIPPRIBOR LM50

  • Совместимы с тремя типами цилиндров: с круглой гильзой, со стяжными шпильками или с Т-образным пазом.
  • Типовые разъёмы М8 и EZ3 магнитных датчиков KIPPRIBOR обеспечивают лёгкую замену и безошибочное подключение.
  • Соединители и монтажные наборы KIPPRIBOR значительно упрощают монтаж и подключение датчиков.
  • Прочный износостойкий корпус с винтовым зажимом обеспечивает надежную фиксацию датчиков даже на вибронагруженном оборудовании.
  • Маслостойкие материалы корпуса и кабеля, высокая допустимая температура эксплуатации, корпус со степенью защиты IP67 позволяют использовать датчики в тяжелых промышленных условиях.
  • Яркий дизайн и светодиодная индикация облегчают визуальный контроль за датчиком в процессе эксплуатации и настройки.

Принцип действия магнитных датчиков KIPPRIBOR серии LM50

Принцип работы герконовых и магниторезистивных датчиков одинаков. На поршне цилиндра установлено магнитное кольцо. В момент приближения поршня с магнитным кольцом к датчику чувствительный элемент реагирует на магнитное поле, и выход датчика замыкается. Одновременно с замыканием выхода включается светодиод, сигнализируя о срабатывании датчика.

Применение магнитных датчиков KIPPRIBOR серии LM50

Описание работы:

  1. Контроллер подаёт команду «вниз» на пневмораспределитель.
  2. Пневмораспределитель срабатывает и впускает воздух в цилиндр.
  3. Поршень цилиндра опускается. Срабатывает датчик нижнего положения, и контроллер получает сигнал «Поршень в нижнем положении».
  4. Контроллер подаёт команду «вверх» на пневмораспределитель.
  5. Поршень цилиндра поднимается в исходное положение. Датчик верхнего положения фиксирует возврат поршня, даёт сигнал контроллеру.

Достоинства и недостатки герконовых и магниторезистивных датчиков

Достоинства:

  • Выше отключаемая мощность.
  • Есть датчики с универсальным питанием (AC/DC).
  • Широкий диапазон коммутируемого напряжения (до 240 В).
  • Отсутствие токов утечки в выключенном состоянии.

Недостатки:

  • Ниже частота срабатывания.
  • Подвержены механическому износу.
  • Отсутствие встроенной защиты.
  • Некоторые датчики требуют соблюдения полярности питания.
  • Нет датчиков с разъёмом.

Достоинства:

  • «Умная» схема с автоопределением типа входа (PNP/NPN)
  • Встроенная защита от обратной полярности и
  • перенапряжения.
  • Выше частота переключения.
  • Отсутствует дребезг контактов.
  • Не подвержены механическому износу.
  • Лёгкое подключение и быстрая замена за счёт разъёмов M8 и EZ3.

Недостатки:

  • Ниже отключаемая мощность.
  • Присутствует незначительный ток утечки в выключенном состоянии.
  • Нет датчиков на переменное напряжение.

Чтобы добавить отзыв, пожалуйста, зарегистрируйтесь или войдите

Похожие товары

Купить в 1 клик

12 120 ₽

Купить в 1 клик

6 300 ₽

Купить в 1 клик

6 360 ₽

Купить в 1 клик

6 360 ₽

Купить в 1 клик

6 840 ₽

Купить в 1 клик

#01 Что такое магнитный датчик? | Учебники | Датчики Холла | Продукты

Что такое магнитный датчик?

#01 Базовые знания о магнитном датчике

Магнитный датчик — это датчик, который определяет величину магнетизма и геомагнетизма, генерируемых магнитом или током. Существует множество различных типов магнитных датчиков.
В этом разделе описаны типичные типы датчиков и их характеристики.

Катушки

Катушки являются простейшими магнитными датчиками, способными обнаруживать изменения плотности магнитного потока. Как показано на рисунке 1, когда магнит приближается к катушке, плотность магнитного потока в катушке увеличивается на ΔB. Затем в катушке создается индуцированная электродвижущая сила/индуцированный ток, который создает магнитный поток в направлении, препятствующем увеличению плотности магнитного потока. И наоборот, удаление магнита от катушки снижает плотность магнитного потока в катушке, поэтому в катушке будут генерироваться индуцированная электродвижущая сила и индуцированный ток, увеличивающие плотность магнитного потока.

Рисунок 1. Принципиальная схема катушки

Кроме того, поскольку плотность магнитного потока не изменяется, когда магнит не перемещается, индуцированная электродвижущая сила или индуцированный ток генерироваться не будут. Измеряя направление и величину этой индуцированной электродвижущей силы, можно обнаружить изменение плотности магнитного потока.

Из-за своей простой конструкции катушка не может быть легко повреждена. Однако выходное напряжение зависит от скорости изменения магнитного потока. Может оказаться невозможным использовать катушку для обнаружения фиксированного магнита или магнитного потока, который изменяется очень медленно.

Герконовый переключатель

Герконовый переключатель представляет собой датчик, в котором металлические детали (герконы), выступающие как с левой, так и с правой стороны, заключены в стеклянную трубку с зазором в месте перекрытия язычков. Когда магнитное поле прикладывается извне, эти язычки намагничиваются. Когда язычки намагничиваются, перекрывающиеся части притягиваются друг к другу и соприкасаются, после чего включается выключатель.

Рисунок 2. Принципиальная схема геркона

Элементы Холла

Элемент Холла — это устройство, использующее эффект Холла. «Холл» произошло от имени доктора Холла, открывшего эффект Холла. Он основан на том явлении, что электродвижущая сила возникает в направлении, ортогональном как току, так и магнитному полю, при приложении к объекту, через который протекает ток, магнитного поля, перпендикулярного току.

Когда ток подается на тонкопленочный полупроводник, напряжение, соответствующее плотности магнитного потока и его направлению, создается эффектом Холла. Эффект Холла используется для обнаружения магнитного поля (показано на рисунке 3).

Рисунок 3. Принципиальная схема элемента Холла

Элементы Холла могут обнаруживать магнитное поле даже в случае статического магнитного поля без изменения плотности магнитного потока. Поэтому элементы Холла используются в различных приложениях, таких как бесконтактные переключатели, используемые в сочетании с магнитами, датчики угла и датчики тока. Геомагнитные датчики, использующие элементы Холла, широко используются в смартфонах и других приложениях.

Магниторезистивный элемент

Элемент, обнаруживающий магнитное поле с помощью материала, сопротивление которого изменяется при приложении магнитной силы, называется магниторезистивным (MR) элементом.

Помимо полупроводникового магниторезистивного элемента (SMR), существует три типа датчиков в качестве репрезентативных примеров магниторезистивного элемента с использованием ферромагнитного тонкопленочного материала, такого как анизотропный магниторезистивный элемент (AMR), гигантский магниторезистивный элемент (GMR) и туннельный магниторезистивный элемент (ТМР).

Полупроводниковый магниторезистивный элемент (SMR)

В то время как элемент Холла представляет собой датчик, который измеряет напряжение Холла, создаваемое силой Лоренца, магниторезистивный элемент представляет собой датчик, который использует изменение значения сопротивления, вызванное силой Лоренца. На рис. 4 показано, как изменяется значение сопротивления полупроводникового магниторезистивного элемента N-типа (SMR: Semiconductor Magnetoresistive), который также производит АКМ. Металлические электроды размещены на полупроводниковой тонкой пленке в структуре СМР. Когда ток по часовой стрелке, как показано на рисунке, протекает через тонкую полупроводниковую пленку, электроны, которые являются переносчиками полупроводников N-типа, текут против часовой стрелки, и скорость вектора принимается как «v». При приложении магнитного поля B, ориентированного, как показано на рисунке, на электроны действует сила Лоренца, и путь становится длиннее из-за изгиба, так что значение сопротивления увеличивается.

Рис. 4. Принципиальная схема полупроводникового магниторезистивного элемента

Датчики с элементами SMR используются для обнаружения вращения шестерен.

Анизотропный магниторезистивный элемент (AMR)

Степень рассеяния электронов меняется между случаем (a), когда направление намагниченности ферромагнитной пленки параллельно направлению тока, и случаем (b), когда направление намагниченности равно вертикально к текущему направлению. Следовательно, значение сопротивления также изменяется.

Рисунок 5. Принципиальная схема AMR

Гигантский магниторезистивный элемент (GMR)

В случае многослойной пленки из ферромагнитного материала (закрепленный слой), немагнитного металла и ферромагнитного материала (свободный слой) степень рассеяния электронов изменяется в зависимости от направления намагниченность закрепленного слоя и свободного слоя антипараллельны (а) или параллельны (б). Следовательно, значение сопротивления изменяется.

Рисунок 6. Принцип построения схемы GMR

Туннельный магниторезистивный элемент (TMR)

В случае многослойной пленки из ферромагнитного материала (закрепленный слой), изолятора и ферромагнитного материала (свободный слой) пропорция электронов, проходящих через изолятор, изменяется из-за туннелирования эффект и величина сопротивления изменяется в зависимости от того, являются ли направления намагниченности закрепленного слоя и свободного слоя антипараллельными (а) или параллельными (б).

Рисунок 7. Принцип схемы TMR

Базовые знания о магнитном датчике

СВИТОК

Магнитные датчики — Infineon Technologies

Магнитные датчики Infineon XENSIV™ — высочайшая точность и качество для автомобильных, промышленных и потребительских приложений

Подкатегории магнитных датчиков

Свернуть все подкатегории Развернуть все подкатегории

Ассортимент XENSIV™ от Infineon представляет собой самый широкий портфель сенсорных решений на рынке. Ведущая в отрасли запатентованная технология гарантирует, что все продукты являются наилучшим решением для приложений, охватывающих автомобильную, промышленную и потребительскую области.

Магнитные датчики работают, обнаруживая наличие магнитного поля и предоставляя полезные данные о местоположении, скорости, вращении и/или направлении движения объекта, наделяя системы «зрением», необходимым для интерпретации окружающего мира и отвечайте соответственно. На практике это позволяет коммутировать бесщеточные двигатели, измерять скорость вращения колеса, кривошипа и трансмиссии, обнаруживать объекты при закрытии дверей, поднимать окна и автоматически активировать/деактивировать функции, а также другие приложения.

Ассортимент технологий магнитных датчиков Infineon

Датчики магнитного поля Infineon имеют полностью бесконтактную конструкцию, обеспечивающую беспрецедентную долговечность при минимальном износе с течением времени. Широкий диапазон температур, высокая стабильность магнитных порогов и передовые технологии защиты, такие как защита от короткого замыкания и обратного напряжения, позволяют использовать датчики где угодно, даже в традиционно неблагоприятных условиях эксплуатации. Ряд интерфейсов и вариантов подключения также обеспечивают бесшовную интеграцию в существующие и новые системы с возможностью выбора из многочисленных автомобильных и отраслевых датчиков.

Infineon предлагает типы магнитных датчиков, в которых используются технологии AMR, GMR, TMR и Hall, чтобы обеспечить наилучшее соответствие для любой ситуации. Датчики положения также подразделяются по типу требуемых данных о местоположении; магнитные переключатели, линейные датчики, датчики угла и трехмерные магнитные датчикиМежду тем, магнитные датчики скорости используют технологии Холла, GMR и TMR следующего поколения для измерения данных скорости и направления в приложениях безопасности и силовых агрегатах. Хотя большая часть портфеля магнитных датчиков Infineon предназначена для предоставления решений для автомобильной промышленности, TLI49x и TLV49x предназначены для промышленного и коммерческого секторов соответственно.

Типы магнитных датчиков

Ассортимент магнитных датчиков Infineon разделен на два типа: магнитные датчики положения и магнитные датчики скорости. Каждый датчик обнаружения магнитного поля отличается высочайшими стандартами точности, универсальностью для работы в диапазоне рабочих параметров и исключительной надежностью.

Магнитные датчики положения определяют наличие магнитного поля для точного определения данных о местоположении объекта. Магнитные датчики скорости отвечают за определение скорости (и направления, если это необходимо) вращающихся целевых колес. Для автомобильных приложений эти магнитные датчики были широко классифицированы по функциям в кулачковом и коленчатом валах, колесах и системах трансмиссии и используются для информирования всего, от спидометра до ABS и — все чаще — автономного вождения.

Магнитные датчики положения

Все магнитные датчики положения интерпретируют проксимальное магнитное поле для передачи данных о положении; однако то, как они интерпретируют это поле и передают информацию, отличает их. Хотя магнитные датчики положения чрезвычайно универсальны для разных приложений, некоторые из них больше подходят для определенных приложений, чем другие.

 

  • Магнитные переключатели

    Магнитные переключатели и магнитные защелки работают по принципу эффекта Холла для обнаружения наличия магнитного поля. Минимальное энергопотребление и широкий диапазон рабочих температур делают их идеально подходящими для межотраслевого обнаружения приближения в различных средах. TLE49Семейство магнитных датчиков 6x предназначено для автомобильного применения и соответствует строгим стандартам AEC-Q100. Приложения включают коммутацию
    BLDC, подъем окон, закрывание с электроприводом и функции безопасности, такие как обнаружение ремня безопасности. Магнитные датчики TLI496x построены в соответствии с промышленными стандартами и одинаково эффективны в коммутации BLDC, а также в индексном подсчете и общем обнаружении открытия/закрытия. Наконец, датчики TLV96x обеспечивают коммерческий сектор экономичными и надежными решениями для все более автоматизированных «умных» сред.

  • Линейные датчики

    Линейные датчики измеряют магнитное поле вдоль горизонтальной оси и передают пропорциональный сигнал для точного определения углового и линейного положения. Семейство TLE499x используется в критичных для безопасности автомобильных приложениях, таких как определение положения педали, электроусилитель руля и управление дроссельной заслонкой, а также в более простых системах, таких как регулировка сидений и фар. ИС линейных датчиков магнитного поля Infineon доступны с аналоговыми интерфейсами, интерфейсами PWM, SENT и SPC для получения надежных результатов независимо от системы. Такие модели, как TLE4998 даже включают повышенную устойчивость к обычным стрессам, таким как летучие уровни влажности и температуры.

  • Датчики угла

    Infineon использует датчики угла (AMR, GMR и TMR) для измерения угла синуса и косинуса магнитного поля и точного определения его ориентации. Эти магниторезистивные датчики поля серии TLE5501 TMR и TLE5109A16 AMR предназначены для приложений, в которых требуются точность, скорость и экономичность сборки. К ним относятся двигатели BLDC, датчики угла поворота рулевого колеса и приводы. Портфолио GMR от Infineon сразу готово к использованию и доступно с различной степенью настраиваемости.

  • Трехмерные магнитные датчики

    Трехмерные датчики обеспечивают беспрецедентную степень контроля, отслеживая магнитное поле по всем трем осям, что делает их подходящими для линейного, вращательного и трехмерного отслеживания. TLE493D-P2B6 — это новейшая и лучшая система, присоединившаяся к списку революционных систем магнитных 3D-датчиков Infineon с опциями, специально подходящими для автомобильного, промышленного или коммерческого секторов и оптимизированными для минимального энергопотребления, форм-фактора и температурной стабильности. Спектр потенциальных применений значителен, но включает в себя устройства защиты от несанкционированного доступа, высокочувствительные джойстики (например, медицинские, промышленные) и многофункциональные элементы управления.

Магнитные датчики скорости

Магнитные датчики скорости Infineon используют технологии Холла, GMR и TMR для предоставления высокочувствительной, надежной и точной информации о скорости и направлении. Несмотря на то, что они находят значительное применение в автомобильной промышленности, аналогичные промышленные магнитные датчики также широко распространены.

  • Датчики скорости вращения коленчатого вала

    TLE4921-5U обеспечивает надежность, соответствующую требованиям AEC-100, оставаясь при этом экономичным, и подходит для использования в цепях измерения скорости начального уровня, таких как спидометры. TLE4922 отличается повышенной надежностью, а его большой рабочий диапазон воздушного зазора, виброустойчивость и усовершенствованная технология защиты делают его идеальным для неумолимой промышленной и автомобильной среды. TLE4929 — это микросхема датчика магнитного поля нового поколения, особенно подходящая для контроля коленчатого вала, которая может быть полностью заменена предыдущими датчиками коленчатого вала, обеспечивая новые и существующие системы определением направления скорости и . Улучшенные температурные характеристики, значительно сниженный джиттер и увеличенный воздушный зазор делают его лидером в технологии магнитных датчиков и особенно подходящим для применения в новейших системах автоматических трансмиссий.

  • Датчики скорости вращения кулачка

    Продукты Infineon XENSIV™ TLE4988C — часть последнего поколения успешного семейства TLE498x от Infineon — отличаются улучшенными характеристиками обнаружения распределительного вала и улучшенной адаптацией к приложениям. Одним из основных преимуществ усовершенствованных датчиков является меньшая зависимость от редкоземельных магнитов обратного смещения. Даже с ферритовым магнитом обратного смещения TLE4988C отлично работает по всем важным параметрам, таким как фазовый джиттер, фазовая точность или влияние скорости в диапазонах температуры ключа, воздушного зазора и оборотов. Автоматическая калибровка TPO в автомобиле обеспечивает наиболее точное определение запуска в реальных условиях. Infineon TLE49Изделия 88C доступны для использования с тремя различными материалами магнитов обратного смещения: феррит, SmCo и NdFeB.

  • Датчики скорости вращения колес

    Там, где когда-то магнитные датчики колес и их применение ограничивались ABS, автомобили завтрашнего дня зависят от точных данных о скорости вращения колес для выполнения обширного списка требований безопасности и пользователей. От автоматического запирания дверей до адаптивных мультимедийных систем и функций автономного вождения — магнитный датчик скорости наделяет современный автомобиль необходимым интеллектом. Самый продаваемый TLE49Датчик 41plusC предназначен для определения скорости вращения колеса и может быть дополнен опциональным определением направления и полной устойчивостью к помехам, что делает его одной из ведущих в отрасли систем магнитных датчиков . TLE5045iC / 46iC — это следующая версия датчиков скорости GMR, оснащенных дополнительными функциями определения направления, нулевой скорости и самодиагностики для универсального решения для всех приложений измерения скорости вращения колес.

  • TLE5549 — новый магнитный датчик TMR для автономной парковки и

    XENSIV TLE5549 — это первый датчик скорости вращения колеса Infineon (WSS) с высоким разрешением и быстрым определением направления на основе технологии TMR. Он предназначен для использования в сложных системах управления транспортными средствами и автономных парковочных приложениях. В то время как современные датчики скорости вращения колеса имеют запас погрешности до ±6 см относительно направления вращения, TLE5549iC определяет направление вращения колеса после перемещения менее чем на ±0,5 см. Это высокое разрешение обеспечивает дополнительные варианты использования, такие как автоматическая парковка в ограниченном пространстве, автономное подключение прицепа и многое другое. Это также повышает точность оценки местоположения транспортных средств в районах со слабым сигналом GPS.

  • Датчики скорости передачи

    TLE4955 обеспечивает лучшее в своем классе подавление вибраций, широкий диапазон рабочих температур и динамическую самокалибровку, обеспечивая при этом точные измерения скорости, что делает его идеально подходящим для систем передачи, требующих Проводной текущий интерфейс. Магнитные датчики TLE4959C(-FX) и TLE4959-5U(-FX) обеспечивают превосходное определение скорости и направления для 3-проводных и 4-проводных интерфейсов соответственно и могут быть настроены для интеграции в автоматические и гибридные системы передачи.

    1

    3

Применение магнитных датчиков

Магнитные датчики необходимы в автомобильной промышленности. Магнитный датчик транспортного средства с некоторым описанием присутствует в ряде приложений, охватывающих широкий спектр функций двигателя, важных функций безопасности и качества жизни. Датчики скорости передают важные данные о скорости и направлении кривошипа, колес и трансмиссии, обеспечивая работу основных систем, таких как спидометры, антиблокировочная система тормозов, автоматические коробки передач и помощь при парковке. Магнитные датчики положения для автомобильных приложений отвечают за все: от закрытия окон и люков, обнаружения ремней безопасности и регулировки фар до незаменимых приложений для коммутации BLDC, усилителя руля и управления дроссельной заслонкой.

Хотя спрос на датчики обнаружения магнитного поля является самым большим в автомобильной промышленности, существует также значительный потенциал в промышленном и потребительском секторах. Являясь крупнейшим производителем магнитных датчиков в мире, Infineon гордится тем, что может удовлетворить требования всех трех секторов благодаря датчикам, специально оптимизированным для суровых условий эксплуатации, экономичности, сниженному энергопотреблению и множеству других индивидуальных преимуществ, зависящих от отрасли и сферы деятельности. заявление.

3D-магнитные датчики — Infineon Technologies

Широкий ассортимент 3D-магнитных датчиков Infineon для приложений, требующих компактных, высокоточных решений с низким энергопотреблением

Трехмерный магнитный датчик положения — ценное устройство, которое может определять силу магнитного поля по осям x, y и z. Он может измерять трехмерные, линейные, угловые и вращательные движения и передавать данные через выходной интерфейс. Трехмерные магнитные датчики могут обеспечить точные измерения и требуют лишь небольшого количества энергии для работы.

Трехмерные датчики положения также известны как трехмерные датчики Холла, поскольку они работают на основе технологии Холла. Эффект Холла, давний метод измерения магнитного поля, позволяет получить измеряемое напряжение, помещая магнит перпендикулярно плоскому проводнику. Носители заряда, которые несут ток по всему проводнику, разрушаются магнитным полем магнита, и их протоны и электроны перескакивают в противоположные стороны. Разделив положительный и отрицательный заряды, измеритель может количественно измерить напряжение проводника.

Трехмерный датчик положения на эффекте Холла, связанный с магнитным реле, передает сигналы при изменении мощности магнитного поля. Будь то определение близости, угла или поворота, изменения напряженности магнитного поля указывают на изменения положения или отклонения от нормы магнитного датчика посредством эффекта Холла, которые затем отправляются в операционную систему.

Для получения дополнительной информации о магнитных датчиках Infineon XENSIV 3D и широком спектре их применения свяжитесь с одним из членов команды сегодня или изучите наш раздел поддержки.

Ассортимент трехмерных магнитных датчиков Infineon

Infineon предлагает трехмерные магнитные датчики Холла, специально разработанные для использования в автомобильной, промышленной и коммерческой сферах. Мы предлагаем широкий спектр датчиков, которые можно найти во всем, от переключателей передач и джойстиков до электроинструментов и умных бытовых приборов, с функциями, оптимизированными для высокопроизводительных приложений с учетом цены и размера. Все продукты семейства датчиков Холла Infineon 3D состоят из небольшого корпуса, режима сверхнизкого энергопотребления для низкого энергопотребления, а также стандартного 2-проводного цифрового интерфейса I²C.

Infineon XENSIV™ TLI493D-W2BW  и TLV493D-A2BW  3D магнитные датчики Холла отличаются особенно низким энергопотреблением, компактными размерами и высокой точностью измерения магнитного поля. Миниатюрный датчик TLV493D-A2BW с небольшими размерами корпуса WLB (1,13 мм x 0,93 мм x 0,59 мм) подходит для систем с небольшими требованиями к пространству, таких как носимые устройства и товары для дома. Благодаря низкому току покоя 7 нА в режиме ожидания этот крошечный 3D-датчик магнитного поля может обеспечить увеличенный срок службы батареи и циклы зарядки батареи.

С другой стороны, новый 3D-датчик XENSIV™ TLI493D-W2BW от Infineon прокладывает путь к новым промышленным и коммерческим вариантам использования, приводя в действие человеко-машинные интерфейсы, такие как джойстики, кнопки и устройства, и обеспечивая улучшенное управление положением для робототехники. Используя такое же ограниченное энергопотребление и обеспечивая чрезвычайно малую занимаемую площадь, его сосед, трехмерный магнитный датчик TLE493D-W2B6, содержит специальную функцию пробуждения, которая, помогая всей системе экономить энергию, оказывается особенно полезной для приложений с батарейным питанием. Этот датчик также подходит для приложений с высокой степенью безопасности, поскольку он поддерживает функциональную безопасность посредством встроенной диагностики.

Трехмерный магнитный датчик положения Особенности:

  • Высокоточное измерение магнитного поля по осям x, y и z
  • Измерение трехмерного, линейного, углового и вращательного движения
  • Низкое энергопотребление (мин. 7 нА)
  • Трехмерное измерение плотности магнитного потока ±160 мТл
  • Универсальный диапазон температур
  • Доступны различные размеры, включая миниатюрную версию для компактного применения
  • Используется в ряде автомобильных, промышленных и потребительских приложений

 

 

Применение трехмерных магнитных датчиков

Магнитные 3-осевые датчики Холла Infineon постепенно находят все более широкое применение в автомобильной промышленности. В автомобильных приложениях эти датчики обеспечивают контроль в салоне, а также под капотом с возможностью трехмерного измерения и долговечностью в диапазоне высоких температур. Наиболее распространенные автомобильные варианты использования трехмерных магнитных датчиков положения — это модули верхней стойки (TCM), рычаги переключения передач и функции HDI, такие как колеса прокрутки, регулировка сиденья и управление H-Vac. Благодаря требованиям к линейному магнитному диапазону, которые можно установить до ±160 мТл, 3D-датчики также могут управлять элементами информационно-развлекательных/навигационных систем и многофункциональными рулевыми колесами.

Трехмерные магнитные датчики также используются в ряде промышленных и коммерческих установок. Человеко-машинные интерфейсы, такие как джойстики и эргономичные кнопки, основаны на данных, генерируемых трехмерным датчиком на эффекте Холла и магнитной системой. В лабораториях и на фабриках трехмерные магнитные датчики позволяют точно управлять роботами и дронами. Они также обеспечивают защиту от несанкционированного доступа к интеллектуальным счетчикам и даже используются в отдельных продуктах, которые теперь используются в бытовой технике, электроинструментах и ​​носимых электронных устройствах личной гигиены.

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 датчика 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

Благодаря технологиям датчиков AMR, GMR, TMR и датчиков Холла, предлагаемым в портфеле 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.

Туннельная магниторезистивная (TMR) технология

Датчики с туннельной магниторезистивной технологией объясняют два недостатка своих аналогов: низкое выходное напряжение и чувствительность к температурным изменениям. 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 широком диапазоне приложений, 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 датчика, доступным 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

Ассортимент 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 электроусилителя руля, 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.

Угловые датчики — Infineon Technologies

Обзор

Наибольшее разнообразие магнитных угловых датчиков — от самых низких до самых высоких, стандартизированных и специализированных для автомобильных, промышленных и потребительских приложений

Датчики углового положения измеряют составляющие угла синуса и косинуса с помощью монолитно интегрированных магниторезистивных элементов для определения ориентации приложенного магнитного поля. Проще говоря, датчики угла представляют собой тип магнитного датчика вращения, который измеряет вращательное движение механических элементов, используя данные для управления и корректировки работы компонентов. Магнитные датчики углового положения используются для предоставления точных данных о положении ротора для оптимизации управления двигателем, крутящего момента и эффективности в автомобильных приложениях, таких как рулевое управление или тормозные системы, промышленных приложениях, таких как робототехника, и потребительских приложениях, таких как подвесы.

Широкий ассортимент сенсорных решений Infineon XENSIV™ включает в себя высокоточные магнитные угловые датчики с технологиями AMR (анизотропный магниторезистивный),
GMR (гигантский магниторезистивный) и TMR (туннельный магниторезистивный).

Ассортимент угловых датчиков Infineon

Семейство датчиков углового положения Infineon XENSIV™ предназначено для всех типов приложений вращения в автомобильной, промышленной и потребительской отраслях. Наше портфолио включает датчики угла с технологиями xMR и аналоговыми и цифровыми выходами как в экономичных одноканальных, так и в двухканальных вариантах, обеспечивающих функциональную безопасность. Являясь одним из ведущих поставщиков датчиков углового положения в отрасли, Infineon может предоставить эффективные и высокопроизводительные решения для разработки вашего продукта или приложения.

Примечание: Хотя в каталоге датчиков угла Infineon в настоящее время нет датчика Холла, он находится в разработке и будет доступен как часть нашего ассортимента продукции в ближайшем будущем.

Датчики угла TMR

Коллекция TLE5501, недавно пополнившая линейку Infineon XENSIV™, предлагает быстрые двухканальные аналоговые датчики угла с технологией на основе TMR. Разработанный для обеспечения максимальной функциональной безопасности в системах рулевого управления, этот специальный автомобильный датчик угла поворота также может использоваться в качестве чувствительного компонента для связи BLDC с электродвигателями, такими как насосы, стеклоочистители и приводные двигатели общего назначения.

Продукты TLE5501 — это первые датчики угла наклона Infineon, основанные на технологии iTMR. Они обеспечивают высокую чувствительность считывания с увеличенным выходным напряжением, что снижает потребность во внутреннем усилителе. Это позволяет напрямую подключаться к микроконтроллерам в ряде приложений, где требуется низкий температурный дрейф и низкое потребление тока.

 

Угловые датчики GMR

Угловые датчики Infineon с сенсорной технологией iGMR доступны в виде простых в использовании продуктов с одним или двумя кристаллами. Доступные интерфейсы включают SENT, PWM, SPC и SPI, что делает возможной адаптацию между широким спектром приложений. Эти датчики поставляются предварительно сконфигурированными и откалиброванными с простой функциональностью plug-and-play, поэтому они готовы к немедленному использованию.

Очень гибкие и идеальные для продуктов, предъявляющих самые высокие требования к функциональной безопасности, наша линейка датчиков угла с технологией измерения iGMR обеспечивает чрезвычайно высокую точность с исключительно малой угловой погрешностью менее 1° по всему температурному профилю и сроку службы.

Комбинированные датчики AMR и GMR

Линейка угловых датчиков Infineon с двойной комбинацией датчиков iGMR и iAMR предназначена для приложений, требующих встроенного резервирования. Благодаря технологии датчика гигантского магнитосопротивления (GMR) для полного определения угла 360°, а также высокоточной технологии анизотропного магнитосопротивления (AMR), эти усовершенствованные магнитные датчики углового положения используются как в дифференциальных, так и в несимметричных приложениях.

Применение датчиков угла поворота

Автомобильные датчики угла поворота, чаще всего используемые в модулях рулевого управления, а также в других устройствах, таких как автомобильные стеклоочистители и тормоза, являются неотъемлемой частью конструкции современного автомобиля. В частности, автомобильные датчики угла поворота используются в системе измерения угла поворота рулевого колеса (SAS) для управления коммутацией двигателя, измерения положения ротора и положения педали, а также для управления поворотными переключателями и инкрементальными или абсолютными магнитными энкодерами. Датчики углового положения Infineon XENSIV™ оптимизированы для высокоскоростных систем, работающих в сложных условиях окружающей среды, обеспечивая высочайший уровень надежности и функциональной безопасности во множестве автомобильных приложений.

Наши датчики угла поворота с магниторезистивной технологией (TMR, GMR и AMR) используются не только в автомобилях, но и в промышленности и в быту. Это включает в себя определение положения таких продуктов, как подвесы, дроны и робототехника, а также приложения для промышленной автоматизации и безопасности.

Для получения дополнительной информации о линейке интегральных схем магнитных датчиков угла Infineon и о том, как их можно использовать в вашем приложении, свяжитесь с нами сегодня или воспользуйтесь нашим интерактивным инструментом выбора датчика, чтобы найти наиболее подходящий для вашей конструкции.

 

Продукты

Основные моменты

  • Infineon: первый поставщик магнитных датчиков угла, достигший наивысшего уровня функциональной безопасности автомобиля с помощью всего одного сенсорного чипа
  • Новые датчики угла: Infineon сочетает высочайший класс функциональной безопасности с простой в использовании концепцией

 

Подробная информация

Вид сбоку на инновационную двухсенсорную технологию, устанавливаемую на стек, с соединительными проводами

Решения с двумя датчиками с двумя резервными датчиками вместо одного

Благодаря использованию инновационной технологии монтажа в стек, устройства семейства угловых датчиков объединяют два независимых датчика в стандартных и компактных корпусах TDSO толщиной всего около 1 мм. Он имеет ту же ширину и длину, что и обычный пакет с одним датчиком. По сравнению с обычным подходом размещения датчиков бок о бок преимущества размещения сверху вниз включают более однородное магнитное поле над чувствительными элементами и значительно меньшую занимаемую площадь. Это экономит драгоценное пространство и сокращает расходы в критических с точки зрения безопасности приложениях, поскольку недорогой ферритовый магнит может обеспечить достаточное магнитное поле для датчиков.

 

Документы

Платы

Инструменты и программное обеспечение

Моделирование

XENSIV™ — онлайн-инструменты моделирования

XENSIV™ — датчик тока без сердечника TLE4972

 Определите и оптимизируйте текущую структуру датчиков для вашей системы. Инструмент поддерживает проектирование боковых и вертикальных вставок для печатных плат (от 2 до 10 слоев) или приложений на основе сборных шин. Моделирование предоставит данные о вносимом сопротивлении, коэффициенте передачи поля, диапазоне чувствительности, диапазоне измерения и рассеиваемой мощности, а также о перекрестных помехах в случае трехфазной системы.
XENSIV™ — трехмерные магнитные датчики

Трехмерный датчик магнитного поля для небольших, более точных и надежных конструкций. Семейство датчиков с низким потреблением тока и оптимизированной по стоимости конструкцией специально предназначено для новых применений магнитных датчиков в бытовой, промышленной и автомобильной промышленности. Они идеально подходят для измерения трехмерного движения в магнитном поле, линейного движения скольжения, а также вращения на 360°.
Инструмент предоставляет специальные результаты моделирования для всех вариантов использования, которые могут быть охвачены нашими магнитными 3D-датчиками.

  • Линейное перемещение напр. измерение пути
  • Вращательное движение напр. Измерение угла конца/вне вала
  • Трехмерное движение напр. джойстик/рычаг измерения

Определяемые пользователем спецификации системы магнит-датчик, такие как тип магнита, размер или допуски для конкретного применения, позволяют моделировать настройки, специфичные для заказчика. Результаты моделирования предоставляют необходимую информацию для оптимизации и ускорения дальнейших действий по проектированию.

XENSIV™ — магнитные переключатели Холла

Откройте для себя широкий ассортимент энергосберегающих переключателей Холла Infineon в компактном корпусе. Моделируйте свои приложения с переключателем Холла и оцените результаты точного моделирования магнитного поля и поведения переключения переключателя Холла в приложении.

XENSIV™ — магнитные угловые датчики

Высочайшее разнообразие — от низкого до высокого уровня, стандартизированные и специализированные для всех четырех магнитных технологий: Hall, GMR, AMR и TMR. Этот инструмент вычисляет допустимое расстояние от поверхности магнита до датчика и погрешность сборки с учетом определенных параметров: магнитных свойств, спецификации датчика и допусков сборки.

 

Видео

Делиться Делиться Делиться Делиться Делиться Делиться

Партнеры

Продуктивный программист @ CGS

ISCM-SENT Infineon TLE5014

Модуль CompactRIO ISCM-SENT (Infineon), разработанный CGS, может последовательно калибровать до 2 датчиков Infineon TLE5014. Кроме того, модуль может считывать сигналы SENT и PWM параллельно по 2 каналам. SENT поддерживается стандартом SAEJ2716 и режимом SPC, разработанным Infineon.

Продуктивный программатор @ eHitex

SPEED FLASH-TLE5014

Система может программировать датчики семейства TLE5014
Список поддерживаемых производных:

Система SPEED FLASH состоит из:
• Базовая система SPEED FLASH
(PDF • Программное обеспечение и руководство пользователя) )
• Блок питания и кабели USB и Ethernet

Обучение

Стандартизированные и специализированные магнитные угловые датчики XENSIVTM компании Infineon

  • Знакомство с технологией угловых датчиков Infineon XENSIV™, ее приложениями и вариантами использования
  • Ознакомьтесь с ассортиментом датчиков угла наклона Infineon

XENSIV™ — магнитные датчики положения Infineon

  • Знание основных технологий, используемых для определения положения
  • Определите варианты использования в автомобильном секторе, где могут применяться продукты Infineon XENSIV™

Инструменты для магнитных датчиков положения

  • Узнайте об инструментах Infineon для магнитных датчиков положения
  • Определите инструменты, которые могут помочь вам проверить, подходит ли линейка магнитных датчиков положения Infineon XENSIV TM для ваших систем

Введение в профилактическое обслуживание систем HVAC с помощью датчиков

Обучение дает обзор профилактического обслуживания в HVAC и роли датчиков. В нем представлены наши предложения и партнерский подход.

Присоединяйтесь к обучению!

приложений

Быстрый поиск

Добро пожаловать в наш новый интерактивный инструмент выбора датчика, разработанный для того, чтобы максимально быстро и без усилий подобрать для вас наиболее подходящий вариант. Просто выберите общую отрасль (автомобильную или промышленную/потребительскую) и детализируйте приложения, пока не найдете нужный вариант использования. Инструмент выбора подскажет, какой датчик Infineon XENSIV™ лучше всего подходит для вашего проекта. Это не может быть проще.

Поддержка

Контакт

error404 — Turck Inc. США

Меню

  • Дом
  • Отрасли и решения
    • Автомобильная промышленность
    • Химическая
    • Энергия
    • Еда и напитки
    • Логистика
    • Мобильное оборудование
    • Нефть и газ
    • Упаковка
    • Фармацевтическая
  • Товары
    Темы и технологии
    • Codesys
      • Преимущества
      • Товары
      • приложений
      • Стандартные инженерные решения
      • Электрораспределительные станции
      • Полевые станции
      • конфигурируемых станций
      • Дополнительные опции
    • Ethernet в опасных зонах
      • Преимущества
      • Товары
      • приложений
    • Полевой логический контроллер
      • Преимущества
      • Товары
      • приложений
    • Индустрия 4. 0
      • Преимущества
      • Товары
      • приложений
    • IO-Link
      • Преимущества
      • Товары
      • приложений
    • Модульные машины
      • Преимущества
      • Товары
      • приложений
    • Многопротокольный Ethernet
      • Преимущества
      • Товары
      • приложений
    • Профинет
      • Преимущества
      • Товары
      • приложений
    • RFID-решения
      • Оборудование
      • Системы
      • Программное обеспечение и услуги
    • Устойчивое развитие
      • Преимущества
      • приложений
  • Новости
    • Новости о продуктах
    • Новости компании
    • Выставки
    • Журнал для клиентов
  • Поддержка
    • Свяжитесь с Turck
    • Часто задаваемые вопросы
    • Сертификаты
    • Тренинги
    • Белые книги
    • Программное обеспечение
    • Техническая информация
  • Компания
    • О нас
    • Турк во всем мире
    • Контакты
    • Карьера
    • Общие условия
    • Сертификаты
    • Пресс-релизы

Возможно, страница, которую вы ищете, была удалена, ее название изменилось или она временно недоступна.

Похожие записи

28.08.2023 0

Датчик вентилятора ваз 2106. Датчик вентилятора ВАЗ 2106: особенности, устройство и замена

13.08.2023 0

Распиновка датчика скорости ваз 2115. Датчик скорости ВАЗ 2115: расположение, принцип работы и замена

12.08.2023 0

Принцип работы термодатчика. Датчики температуры: типы, принципы работы и применение в геотехническом мониторинге

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *