一種創(chuàng)新的電感式位置感測法

精密的自動控制系統(tǒng)需要精確的位置測量，尤其是在機器人等工業(yè)應用中，要實現(xiàn)精確的電機控制，需要高度精確的測量。感應式編碼具有高精度、高穩(wěn)定性和其他具吸引力的優(yōu)勢。

安森美(onsemi)開發(fā)了一款全新旋轉式工業(yè)位置傳感器，結合了高精度、高速度和高穩(wěn)定性——將電感式位置感測提升到一個新的水平，適用于工業(yè)應用。這創(chuàng)新方案采用了專利的電感式傳感器設計技術，使其能夠提供比其他電感式位置傳感器更高的精度。

圖1.工業(yè)產品線上的機械臂

安森美的新型雙電感架構是一種可以用于各種機械測量的通用方法。主要用于感知旋轉位置（和速度），該技術可提供20-bit的分辨率。各種傳感器尺寸選項配置可供選用于許多不同的應用。

使用一個38 毫米傳感器在 6,000 RPM 轉速時能達到 +/-50 角秒的精度。在犧牲些許精度的情況下，NCS32100可支持高達100,000 RPM的轉速。

電感式傳感器不易受各種污染或干擾影響，包括液體、污垢和灰塵、磁場、EMI和強烈振動。NCS32100也不易受機械振動的影響，可以區(qū)分轉子到定子的平移和轉子到定子的旋轉。例如，它可以區(qū)分旋轉運動（被測量）和X、Y或Z軸的振動（可以根據需求剔除）。

NCS32100提供高集成度，這使其成為簡單且易于使用的解決方案。它包含一個帶有閃存以存儲配置設置的Arm? Cortex?-M0+處理器。它還帶有一個集成的以及能夠快速自我校準的程序（以盡量減少生產停機時間），使其能夠補償PCB的不對稱性。只需要轉子轉動，就可在2秒內完成這種校準。它有一個易于使用的編程界面，可結合各種傳感器和PCB使用，實現(xiàn)不同設計、形狀、尺寸和外形因素，以獲得最大的設計靈活性。

該方案可以直接以數字的格式輸出位置和速度，不再需要從原始模擬信號中推導出這些信息。NCS32100可以減少所需的其他元件數量，以及設計時間和風險?；贜CS32100的方案可以用12個元件完成，而類似的38mm光學編碼器則需要100多個元件。對比這兩種解決方案，基于NCS32100的傳感器可減少一個數量級的BOM。

圖2. 雙電感旋轉式位置傳感器

靈活的機械規(guī)格允許在實際條件下實現(xiàn)+/-50角秒的精度。例如，在NCS32100參考設計中，轉子到定子的氣隙為0.1mm到0.5mm，轉子到定子的傾斜度不超過0.5度，這也是完全可以接受的。除了參考設計提供的0.1至0.5mm之外，傳感器可以實現(xiàn)不同的氣隙，1mm是一個常見的典型氣隙。此外，自我校準不需要參考編碼器；只需確保轉子轉速在100 RPM和1,000 RPM之間。

高度的可配置性使其能夠與各種PCB傳感器一起使用，使終端用戶能夠配置和差異化其解決方案。

NCS32100的前端有一個自動增益放大器（AGC）和一個集成模數轉換器（ADC）。集成的Arm? Cortex?-M0+微控制器包括非易失性閃存（NVM）和一個用于與主處理器通信的可配置接口。

設計人員可選擇一系列可選功能以進一步提高NCS32100的性能，包括延遲外推、低通濾波（LPF）、開路線圈檢測和自動歸零。此外，安森美還提供參考設計和評估板，以幫助設計人員實現(xiàn)快速評估和快速投放市場。

在有許多快速移動機械的工業(yè)應用中，準確的位置感知是必不可少的。準確度、速度、集成度、易用性、穩(wěn)定性以及不易受各種污染或干擾影響的抗干擾性結合，使NCS32100成為非常有優(yōu)勢的解決方案。

安森美的旋轉式工業(yè)位置傳感器為工業(yè)應用中的旋轉感測提供了出色的解決方案。了解更多關于NCS32100和電感式位置感測的新方案，實現(xiàn)全新高精度旋轉位置編碼器。