Segulskynjari (HGARPS011A)
Hönnunarleiðbeiningar
Segulskynjari
Analog línuleg úttaksgerð
HGARPS011A Analog línuleg úttaksgerð segulskynjari
©2024 Alps Alpine Co., Ltd.
Allur réttur áskilinn.
Skjal nr: 830N0056-O
apríl 2024 Rev1.0
Analog línuleg úttaksgerð segulskynjari HGARPS011A
Alps Alpine hárnákvæmni segulmagnaðir skynjarar nota Giant Magneto Resistive effect (GMR) til að greina lárétt segulsvið. Með því að nota GMR frumefnið fyrir mikla afköst og óvenjulega viðnám gegn háum hita og segulsviðum, ná skynjarar okkar háu framleiðslastigi og næmi miðað við aðra GMR skynjara; um það bil 100 sinnum hærri en Hall frumefni og 10 sinnum hærri en AMR frumefni miðað við rannsóknir okkar.
Við bjóðum upp á ýmsa segulskynjara fyrir sérstaka notkun eins og snertilausa rofaforrit, línulega stöðuskynjun og hornskynjun auk snúningshraða og stefnuskynjunar sem svar við ytri segulsviðum.
Þetta skjal veitir nauðsynlegar upplýsingar til að skilja og innleiða analog línuleg úttaksgerð segulskynjara (hér á eftir segulhornskynjara) í hönnun þinni. Vinsamlegast athugaðu að HGARPS011A er innbyggður segulhornskynjari amplíflegri.
Yfirview
Þessi vara er segulskynjari byggður á mjög viðkvæmum og nákvæmum GMR segulskynjara. Það er mikið notað sem lárétt segulsviðsskynjari í bifreiðum, iðnaðarbúnaði, heimilistækjum, leikjum, flytjanlegum tækjum og öðrum sviðum. Það getur greint línulega stöðu, horn, snúningshraða og stefnu byggt á ytra segulsviði og er sérstaklega hentugur fyrir greiningu á snúningshorni.
Umsókn tdample
◼ Orkuiðnaður
Mótor snúningsskynjun
Vélmenni liða- og armhornsgreining
Hreyfingarskynjun meðan á línulegu höggi stendur
◼ Leikur, VR-AR
Stýripinnahorn
Spaðastaða
◼ Læknisfræði
Hornagreining fyrir hjúkrunarrúm
Snúningsskynjun mótors fyrir innrennslisdælu
◼ Bílar
Snúningsskynjun mótors (EPS, EV aðalrafvél, olíudæla)
Hornskynjun fyrir pedalihandfang (stýri, pedali, ventill)
Eiginleiki
◼ Skynjarabúnaðurinn sem greinir snúningshorn seguls með GMR segultækni.
◼ Í samanburði við Hall, AMR og TMR skynjara hefur það meiri bylgjulögun stöðugleika og mikla nákvæmni með skekkju sem er minna en 0.05 gráður eftir bætur.
◼ Greinir aðeins lárétta segulsviðshornið og hefur ekki áhrif á breytingar á segulsviðsstyrk.
◼ Hægt er að gefa út 2-fasa merki fyrir sin og cos óháð segulvirknibilinu.
◼ Leyfir uppsetningu segulsins að framan og aftan og frá hlið til hliðar.
◼ Mjög sterkur fyrir breytingum á segul- og skynjarabili.
◼ Ytri amplyftara er ekki nauðsynlegt þökk sé innbyggðu amplíflegri.
Ef um er að ræða 2-póla segull
Mynd.1 Úttaksmerki segulhornskynjara
Hornaútreikningur fyrir segulhornskynjara
Ferlið
Segulhornskynjarinn (HGARPS011A) er með fjórar MR skynjarabrýr í pakkanum og fjórar skynjarabrýrnar gefa út tveggja fasa merki með 90 gráðu fasamun.
① Segulhornskynjarinn gefur út fjögur hliðstæð merki eins og +sin, -sin, +cos og -cos.
② Fáðu gildi fyrir sin og cos með því að reikna út mismuninn á +sin og -sin líka +cos og -cos. Fer eftir nauðsyn amplækka (eða draga úr) merkjastiginu.
③ Hægt er að fá horn með því að reikna út með því að nota gildin sin og cos. Algjört hornsvið: 0 til 360 gráður
Mynd.2 Hornareikningsflæði
Uppbygging tdamples fyrir hornreikningskerfi (aðeins tilvísun)
(ⅰ) Stillingar til að búa til synd og cos merki eftir A/D umbreytingu á úttaksmerkjum skynjara
(ⅱ) Stillingar fyrir A/D umbreytingu eftir að hafa búið til hliðræn sin og cos merki
(ⅲ) Stillingar þar sem úttaksmerki skynjarans er breytt í A/D af ADC og síðan myndast sin og cos merki
Mynd.3 Dæmiamples fyrir uppbyggingu kerfisins
Skipulag skynjara við segullinn
Mælt er með 2-póla segli (súlugerð eða hringgerð) eins og mynd 4.
Mynd.4 lögun seguls
Nokkur afbrigði af skipulagi eru fáanleg á milli skynjarans og segulsins (mynd 5).
Mynd.5 Skipulag segulhornskynjara
Hönnun fyrrvample
Þessi kafli lýsir fyrrvample af vinnuhönnun fyrir segul sem er hornrétt á segulhornskynjara þegar eftirfarandi tegundir segla eru notaðar.
Ástand
Segulgerð: Ferrít 2-póla hringlaga segull
Segulstærð: 10mm í þvermál
Skipulag skynjara: Skaftenda seguls
Segulsviðsstyrkur: 50mT
⚫ Markmið segulsviðsstyrks
Stilltu skipulag segulsins og segulhornskynjarans til að tryggja að segulsviðsstyrkurinn sé á bilinu 10mT til 120mT. Eins og sýnt er á mynd 7, framleiðsla voltage mun næstum mettast þegar segulsviðsstyrkurinn er um 10mT eða meira, á meðan það verður stöðugt við 100% framleiðsla við 20mT eða meira. Hins vegar, ef segulsviðsstyrkurinn fer yfir 120mT, getur bylgjulögun röskað og of sterkt segulsvið getur skemmt skynjarann.
Mynd.6 Úttaksstafur skynjara (@VDD 5V)
Hringrásarhönnun
Mynd 7 sýnir viðmiðunarrás fyrir segulhornskynjara.
Mynd.7 Viðmiðunarrás fyrir segulhornskynjara
Færibreytur
Framboð binditage VDD=3.3V
Bypass þétti (VDD) CDD=0.1uF
Hjáveituþétti (úttak) CL=1nF
Bættu við viðeigandi þéttum CL við hönnunina þína. Mælt er með því að þú stillir getu CL á 10nF eða minna. Þar sem að bæta rýmd við úttak skynjarans getur það valdið sveiflu eða bylgjulögun. Vertu viss um að ákveða gildi CL í raunverulegri hönnun.
Hornareikningsaðferð
Almennt eru eftirfarandi 2 tegundir af aðferðum tiltækar fyrir hornreikning.
◆ Reikniaðferð
◆ Tafla umbreytingaraðferð
Til að fá nákvæmt horn með segulhornskynjara þarf að útrýma villuþáttum sem hafa áhrif á niðurstöðurnar. Þessir villuþættir fela í sér breytileika í eiginleikum skynjarans, ósamhverfu í pólun N og S skauta segulsins og vikmörk fyrir staðsetningu milli skynjarans og segulsins. Þó að það sé mjög erfitt að útrýma þessum þáttum algjörlega í raunhæfu umhverfi er hægt að bæta nákvæmni horngreiningar með einföldu bótaferli.
Í útreikningsaðferðinni er hægt að velja mismunandi stig bótaútreikninga eftir því hvaða nákvæmni notandinn vill. Við útvegum matsbúnað sem gerir þér kleift að prófa bótaútreikning á stigi 1 (sjá handbók matsbúnaðarins (HGARPS011A)).
Reikniaðferðin veitir 3 stig bóta. Hér á eftir fer afgreiðsla bóta.
Mynd.8 Jöfnunarflæði á æskilegu stigi
Til viðbótar við útreikningsaðferðina er hægt að bæta bætur með því að búa til bótatöflu (Look Up Table). Með því að fá hornvillu profile út fyrir 360 gráðu svið og framkvæma forútreikning á horninu með handahófskenndu bótaferli. Niðurstaða útreikningsins er gerð í bótatöflu sem er skrifuð á EPROM. Niðurstöðu hornreiknings er hægt að fá beint við hvern útreikning án þess að framkvæma hornreikning.
Lýsing á hornreikningi
Hægt er að reikna hornið út með því að fylgja mismunandi bótastigum skref fyrir skref.
Bótaaðferð vegna útreikningsaðferðar
Hægt er að velja bótastig fer eftir nauðsyn. Næsti kafli lýsir aðferð við hornreikning með því að nota reikningsaðferðina.
Bótastig 0
Skref 1．AD umbreyting fyrir sin og cos mismunamerki
Fáðu AD umbreytt V(sin) og V(cos) frá skynjara mismunamerki eins og +sin,-sin,+cos og -cos.
(Vinsamlegast athugið að aðferðin við að ná í mismunamerki getur verið mismunandi eftir uppbyggingu hringrásarinnar)
Mynd.9 sin og cos merki
Skref 2． Skilgreindu upphafsstöðu: Núllhorn 0 [gráðu]
Skilgreindu upphafsstöðu (0 gráður) eins og þú vilt.
Núllhorn0 [gráður] = ATAN2 ※ (V(cos), V(sin))× 
(tilvik V(sin) < 0：Núllhorn0 = Núllhorn0 +360°)
※ ATAN2 fallið er notað til að reikna út fallið í kartesískum hnit.
Skref 3. Reiknaðu greint horn: Hrátt horn [deg]
Hráhorn [gráðu] = ATAN2 (V(cos), V(sin))×
(tilvik V(sin) < 0：Hráhorn = Hráhorn +360°)
Skref 4. Reiknaðu greint horn: Lv0 horn [deg]
Lv0 horn [gráður] = ATAN2 (V(cos), V(sin))× - Núllhorn0
(tilvik V(sin) < 0：Lv0 horn = Lv0 horn +360deg)
Mynd 10 Hornaútreikningur (núllstilling)
Bótastig 1
Skref 1． Að fá hámarks/mín gildi
Fáðu hámarks/mín gildi fyrir sin og cos merkja úr gögnum um eina lotu. Snúðu seglinum 360 gráður til að fá úttaksmerki hornskynjarans í eina lotu.
V (sin)max, V (sin)min, V (cos) max, V (cos) mín
Mynd.11 Min/Max gildi fyrir sin og cos merki
Skref 2．Staðfestu synd og cos merki
Reiknaðu bótagildið á móti, amplitude compensation value og notaðu þau til að staðla merkið í an amplitude 1 og offset 0.
Mynd 12 Normalization (Amplitude 1, offset 0)
Skref 3．Reiknið Pdiff (Pdiff: sin-cos Quadrature phase villa)
Vnorm (sin – cos) = Vnorm (sin) – Vnorm (cos)
Vnorm (sin + cos) = Vnorm (sin) + Vnorm (cos)
Reiknaðu Pdiff út frá hámarksgildi nýmyndunarbylgju Vnorm (sin – cos) max, Vnorm (sin + cos) max
Pdiff [gráður] = 1.92*(ATAN 
Skref 4． Staðlaðu merkið í an amplitude 1 og offset 0
Reiknaðu núllhornið við upphafsstöðu (notendaskilgreind núllstaða).
Núllhorn0 = ATAN2※ (V(cos), V(sin))×
(tilvik V(sin) < 0：Núllhorn0 = Núllhorn0 +360°) 
Norm horn0 [deg] = ATAN2 (Vnorm(cos), Vnorm(sin))×
(tilvik Vnorm(sin) < 0：Norm horn0 = Norm horn0 +360deg)
Reiknaðu eðlilega hornið.
Skref 5． Hornabætur
Reiknaðu hornið með uppbótargildi.
Bótastig 2
Frekari bætur geta komið til greina eftir 1. bótastig.
Skref 1． Hornabætur
Athugið:
Wd2 og Wd4 eru skilgreind sem hér segir:
Wd2(hitastig) = (4.8×10-⁸× (hitastig)³ – 128×10-⁷× (hitastig)² + 106×10-⁵ × (hitastig) – 0.0294)×(0.0000074 × B²-0.001869 × B+ 0.5267) 0.4773⁄
Wd4(hitastig) = (-18×10-⁴× (hitastig) + 0.526) × (0.0000074 × B² – 0.001869 × B + 0.5267) 0.4773⁄
Hiti: Umhverfishiti [°] B: Beitt segulsviðsstyrkur [mT]
Wd2(2.), Wd4(4.) reglubundin hornvilla...stuðull í formúlu er eigingildi vörunnar.
Bótaaðferð fyrir töflubreytingaraðferðina
Þessi aðferð er sérstaklega áhrifarík þegar skynjarinn gefur ekki frá sér skýrt sin og cos merki. Eins og sýnt er á mynd 13, þegar skynjarinn er notaður með því að setja hann á hlið segulsins, verður úttaksbylgjuformið þriðja harmoniska bylgjuformið. Venjulega myndi bætur byggðar á þessu bylgjuformi krefjast flókinna útreikninga hverju sinni. En með því að nota töflubreytingaraðferðina er hægt að fá hornreikninga með einfaldri vinnslu.
Mynd.13 Uppsetning seguls
Examples af segulstyrksviði og úttak frá skynjara
Mynd 14 Segulstyrksvið nálægt segli (Br, Bθ)
Mynd 15 Útgangur skynjara
Hvernig á að búa til bótatöflu
Aðferð við að búa til einfalda bótatöflu er sem hér segir:
Skref 1. Skilgreindu upphafsstöðu (0 gráðu stöðu) eins og þú vilt.
Skref 2. Fáðu úttaksmerki hornskynjarans í einni lotu á meðan segullinum er snúið 360 gráður með geðþótta millibili. Ef þú þarft upplausnina í 1 gráðu skrefi, þarf 361 gögn (0 til 360 gráður). Í þessu tilviki er algjört horn nauðsynlegt fyrirfram.
Skref 3. Reiknaðu hornið út frá sin og cos merkjum. Það eru nokkrar útreikningsaðferðir, en einfaldast er eftirfarandi hornafræðiformúla:
Skref 4. Búðu til samsvörunartöflu eins og einn með útreikningsniðurstöðum og algjörum sjónarhornum. Þetta verður bótatafla.
Skref 5. Snúðu seglinum í handahófskennda stöðu og fáðu skynjarskynjunarhornið út frá sama útreikningi og í skrefi 3.
Skref 6. Hægt er að fá réttar upplýsingar um horn með því að passa við hornið sem fékkst í skrefi 5 við uppbótatöfluna.
Skref 7. Ef samsvarandi horn er ekki til í uppbótatöflunni er hægt að reikna hornið út frá línulegri nálgun á milli tveggja næstu punkta að framan og aftan. Sjá hér að neðan sem frvample.
Ef skynjunarhorn skynjarans er 1.9 gráður getum við gert ráð fyrir að það sé 2 gráður.
Ef skynjaraskynjunarhornið er 358.7 gráður er ekkert samsvarandi algjört horngildi í töflunni. Í þessu tilviki er útreikningur á nálgun á beinlínu gerður með því að nota gögnin frá punktunum tveimur fyrir og eftir, greiningarhornin 358.1 gráður og 358.9 gráður.
Látum y vera algjöra hornið og x vera greint horn,
y = a × x + b
358 = 358.1 × a + b
359 = 358.9 × a + b
a = 1.25, b = -89.625
y = 1.25 × x - 89.625
| Algjört horn [gr | Greiningarhorn [deg] |
| 0 | -0.1 |
| 1 | 0.8 |
| 2 | 1.9 |
| 3 | 3.0 |
| ⁞ | ⁞ |
| 357 | 357.3 |
| 358 | 358.1 |
| 359 | 358.9 |
| 360 | 359.6 |
Almennar varúðarráðstafanir
Eftirfarandi eru almennar varúðarráðstafanir við notkun segulskynjara og segla.
Velja viðeigandi segull
Veldu gerð og styrk segulsins í samræmi við forskrift segulskynjarans og kröfur umsóknarsviðs. Of mikill styrkleiki segulsins getur valdið bilun í skynjaranum.
Hita umhverfi
Seglar eru viðkvæmir fyrir hitastigi og styrkur segulsviðsins er mismunandi eftir hitastigi. Þegar segulskynjari og segull eru hituð getur það haft áhrif á stöðugleika segulsviðsins. Þess vegna er nauðsynlegt að rannsaka viðeigandi hitauppstreymi.
Áhrif segulstillingar og segulefna í kring
Segulnemar verða fyrir áhrifum af segulmagnaðir efni í kring (td seglum, járni). Athugaðu hvort truflun segulsviðsins hafi áhrif á rekstrarafköst segulskynjarans og gætið þess að stilla segullinn, aðliggjandi segulefni og skynjarann í viðeigandi staðsetningartengsl.
Statískt rafmagn
Segulnemar eru hálfleiðaratæki. Þau geta skemmst vegna stöðurafmagns sem er umfram getu tilgreindrar rafstöðuvarnarrásar. Gerðu fullnægjandi ráðstafanir til að verjast stöðurafmagni meðan á notkun stendur.
EMC
Segulnemar geta skemmst eða bilað vegna of mikið magntage af aflgjafanum í bílumhverfi, útsetningu fyrir útvarpsbylgjum og svo framvegis. Gerðu verndarráðstafanir (zener díóða, þétta, viðnám, spólur osfrv.) eftir þörfum.
Fyrirvari
- Innihald þessa skjals getur breyst án fyrirvara.
- Afritun eða afritun hluta af eða öllu þessu skjali er stranglega bönnuð án leyfis fyrirtækisins.
- Upplýsingarnar í þessu skjali, svo sem hugbúnaður og hringrás tdamples, er fyrrvample fyrir staðlaða notkun og notkun þessarar vöru. Þegar það er notað í raunverulegri hönnun eru viðskiptavinir beðnir um að taka ábyrgð á vörunum og hanna vöru sína. Við erum ekki ábyrg fyrir tjóni sem stafar af því að nota þetta.
- Fyrirtækið ábyrgist enga ábyrgð og tekur enga ábyrgð á brotum á einkaleyfum þriðja aðila, höfundarrétti og öðrum hugverkaréttindum eða deilum tengdum því sem stafar af notkun á vörugögnum, skýringarmyndum, töflum, forritum, hringrás fyrrv.amples og aðrar upplýsingar sem lýst er í þessu skjali.
- Þegar þú flytur út vörur sem falla undir innlendar eða erlendar útflutningstengdar reglur, vinsamlegast fáðu nauðsynleg leyfi, verklagsreglur o.s.frv., byggt á samræmi við slíkar reglur.
- Ef þú hefur einhverjar spurningar um innihaldið eða vörurnar sem lýst er í þessu skjali, vinsamlegast hafðu samband við söludeild okkar.
Fyrirspurnir um vörur og þjónustu
Fyrir fyrirspurnir um vörur okkar og þjónustu, vinsamlegast farðu í fyrirspurnargluggann á okkar websíða.
Endurskoðunarsaga
| Dagsetning | Útgáfa | Breyta |
| 18. apríl 2024 | 1.0 | Útlitsútgáfa (ensk útgáfa) |
©2024 Alps Alpine Co., Ltd.
Allur réttur áskilinn.
Skjal nr: 830N0056-O
apríl 2024 Rev1.0
Skjöl / auðlindir
 |
ALPSALPINE HGARPS011A Analog línuleg úttaksgerð segulskynjari [pdfNotendahandbók HGARPS011A, HGARPS011A Tegund hliðræns línulegs úttaks segulskynjari, línuleg úttaksgerð segulskynjara, úttaksgerð segulskynjara, segulskynjara, skynjara |