运动控制和工业自动化系统给设计工程师带来了众多挑战。例如,他们必须应对工厂环境中过多的污垢和灰尘。此外,传送带和取放系统可能会经历高振动或冲击力峰值,从而威胁电路传感器的稳定性。所选的磁传感系统必须具有出色的耐用性,以确保应用范围内的长期准确性和可靠性。
在项目规划期间,设计工程师应对工业应用的环境、机械、电气和磁性参数进行彻底审查。工程师应该分析工业应用的完整磁路- 包括传感器和磁力执行器。考虑到所有关键因素,工程师可能会建议使用功能强大的定制传感器来满足工业自动化系统的独特要求。
本文将讨论如何为工业自动化应用选择高精度和可靠的传感器。在定义和描述了几种模拟和数字传感器的优点之后,它将提供利用这些设备的工业应用的示例。
模拟旋转和线性霍尔效应传感器提供稳定性和准确性
模拟传感器使最终用户能够立即获得有关工业自动化系统中磁铁位置的反馈。过去,模拟霍尔效应传感器测量磁体的磁通密度,并且受应用温度值的影响很大。模拟霍尔效应技术的最新进展使霍尔效应芯片能够测量通量场的角度而不是传统的幅度,从而使其对温度变化的敏感度显着降低。霍尔效应传感器现在可以在很宽的温度范围内提供非常稳定的模拟输出。
以下霍尔效应传感器非常适合定制模拟传感应用:
旋转霍尔效应传感器不使用任何移动部件。这种基于半导体的传感器将霍尔效应传感元件与电路相结合,提供与旋转磁场变化相对应的模拟输出信号。旋转霍尔效应传感器提供两种输出选项:模拟或脉宽调制(PWM)。该器件是可编程的,因此工程师可以将特定的输出电压或PWM 与精确的旋转角度相关联。
多个编程点允许旋转达360 度。每个编程点代表对应于给定磁场角度的电压或PWM输出值。这会产生相对于旋转的高精度、高分辨率的比例输出信号。
线性霍尔效应传感器测量磁场的线性运动,而不是旋转。可以对传感器进行编程,以获得与给定行驶距离成比例的设定输出电压。 (其输出选项与旋转霍尔效应传感器相同。)该传感器使用单个霍尔效应芯片来测量最大行程为30 mm 的磁致动器的线性运动和相对磁通角。这会产生与传感器的精确运动成比例的输出信号。
簧片和霍尔效应提供高可靠性数字传感
如果工业自动化用户想要验证物体(例如电梯门)是否处于正确位置,则更喜欢数字输出。以下数字传感器在定制磁传感应用中提供卓越的可靠性:
簧片开关
簧片开关的触点使用贵金属触点材料密封在玻璃管内。该电气开关不需要任何电源即可操作。
数字霍尔效应传感器
这些传感器将霍尔效应传感元件与电路相结合,提供与磁场变化相对应的数字开/关输出信号,而无需使用任何移动部件。霍尔效应器件的有源电路总是消耗少量电流。
综上所述
工业自动化和运动控制环境中存在许多环境危害。设计集成强大磁传感器的磁路是提供准确可靠的工业自动化解决方案的关键。对于某些工业应用,可能需要定制磁传感器才能实现长期可靠性。磁簧开关和霍尔效应传感器非常适合需要卓越可靠性的数字应用,例如电梯门关闭检测系统。旋转和线性霍尔效应传感器可提高流体流动和自动拾放系统等定制模拟应用的稳定性和准确性。