憑借其專利技術(shù)，onsemi（安森美） 將感應(yīng)式位置傳感帶入了高速、高精度領(lǐng)域。安森美在2022 Electronica上展示了 onsemi 的新型旋轉(zhuǎn)位置電感型傳感器NCS32100。

新傳感器旨在取代傳統(tǒng)基于光學(xué)編碼器的位置傳感器。而且，與那些傳感器不同，NCS32100 不受溫度和振動(dòng)變化的影響。這些方面使它們非常適合極端環(huán)境條件具有挑戰(zhàn)性的工業(yè)應(yīng)用。

電感式位置傳感的新機(jī)遇

今天的工業(yè)市場具有各種快速移動(dòng)的機(jī)器人、傳送帶和其他機(jī)械。速度與高精度相結(jié)合，已成為許多應(yīng)用的基準(zhǔn)。

安森美區(qū)域市場經(jīng)理Alessandro Maggioni說，電感式編碼器在工業(yè)應(yīng)用中享有悠久的歷史，但它們歷來僅限于不需要高精度且在低轉(zhuǎn)速下運(yùn)行的用例。借助 NCS32100，onsemi 采用了一種新方法，將電感式編碼器的可靠性與光學(xué)編碼器相關(guān)的精度和速度相結(jié)合。

NCS32100 使用 38 毫米傳感器，在 6,000 RPM 時(shí)提供 +/-50 弧秒的精度?；蛘?，NCS32100 可以支持高達(dá) 100,000 RPM 的速度，但精度有所降低。重要的是，電感式傳感器對幾乎所有形式的污染或干擾都具有低靈敏度。它們對機(jī)械振動(dòng)也不敏感，并且沒有“一階”溫度依賴性。

易于實(shí)施和連接

根據(jù) Maggioni 的說法，NCS32100 傳感器很容易集成到工業(yè)系統(tǒng)中。該芯片具有內(nèi)部模擬前端，可提供自動(dòng)增益和模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC)。該設(shè)備還嵌入了一個(gè) DSP 和一個(gè) Arm Cortex-M0+ CPU 內(nèi)核?？梢栽?NCS32100 數(shù)據(jù)表中找到更多信息。下圖顯示了使用 NCS32100 芯片的完整位置傳感器組件。

此處顯示的是基于 NCS32100 編碼器芯片的完整傳感器位置解決方案。圖片由 onsemi 提供

嵌入式 Arm MCU 提供固件配置和校準(zhǔn)功能，內(nèi)置 NVM 閃存和使用 UART 或 SPI 總線的易于配置的通信接口。 NCS32100 與位置傳感器硬件一起工作，位置傳感器硬件由定子 PCB 和轉(zhuǎn)子 PCB 組成。

轉(zhuǎn)子 PCB 自由旋轉(zhuǎn)，NCS32100 芯片安裝在定子PCB上。定子 PCB 是一種雙感應(yīng)線圈設(shè)計(jì)，帶有勵(lì)磁線圈和連接 NCS32100 和連接器的接口。整個(gè)組件連接到軸上。找正品元器件，上唯樣商城。

“這一切都非常簡單且易于連接?！盡aggioni 說，“這是一個(gè)集成解決方案，與競爭解決方案相比，它需要的附加組件更少?！痹摻鉀Q方案與競爭產(chǎn)品的區(qū)別還在于它輸出位置和速度數(shù)據(jù)，而不是僅需要從中得出位置的原始模擬信號。

NCS32100 支持簡單的 PCB 設(shè)計(jì)

Maggioni 表示，NCS32100 技術(shù)還允許在 PCB 級別進(jìn)行簡單而靈活的實(shí)施。它是高度可配置的，因此工程師可以處理不同尺寸的 PCB 傳感器設(shè)計(jì)，這意味著他們可以更輕松地區(qū)分他們的設(shè)計(jì)。正如下面的用例圖所示，PCB 設(shè)計(jì)可以非常簡單。

NCS32100 使工程師能夠制作簡單的 PCB 傳感器設(shè)計(jì)。圖片由 onsemi 提供。

使用 NCS32100 的 PCB 設(shè)計(jì)不需要在轉(zhuǎn)子 PCB 上焊接組件。在定子 PCB 上，NCS32100 編碼器驅(qū)動(dòng)、讀取和編碼來自 PCB 傳感器的信號。傳感器可以配置為不同的尺寸和精度。

如用例所示，NCS32100 上的調(diào)試端口提供對 MCU 固件進(jìn)行編程的訪問。一個(gè) 5 針連接器連接主控制器和一個(gè)可選的備用電池。

此外，onsemi 還提供 STR-NCS32100-GEVK 評估套件，使用戶能夠自由創(chuàng)建使用 NCS32100 設(shè)備的產(chǎn)品。 onsemi提供了Strata Developer Studio開發(fā)套件。 該板附有 PCB 轉(zhuǎn)子和定子固定裝置，但也可以移除該固定裝置，以便將傳感器安裝到自定義應(yīng)用中進(jìn)行評估。

兩全其美的方案

隨著對高速、高精度工業(yè)電機(jī)的需求不斷增長，位置傳感技術(shù)也需要跟上步伐。 此外，onsemi 可能已經(jīng)找到一種方法來提供這種更高的性能，而無需增加系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性。

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審核編輯黃昊宇