ELOPII HIMA黑马智能软件驱动程序
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基于巨磁阻(GMR)传感技术的真正上电多圈传感器必将彻底改变工业和汽车用例中的位置传感市场，因为与现有解决方案相比，其系统复杂性和维护要求更低。本文说明了设计磁性系统时必须考虑的一些关键因素，以确保在要求严苛的应用中也能可靠运行。其中还介绍了一种磁性参考设计，方便早期采用该技术。在上一篇文章中，我们介绍了多圈传感技术以及一些关键应用领域，例如机器人、编码器和线控转向系统。
多圈传感器本质上是将磁写入和电子读取存储器与传统的磁性角度传感器相结合，以提供高精度的绝对位置。“具有真正上电能力与零功耗的多圈位置传感器(TPO)”中描述的磁写入过程需要使用特定的操作窗口来维持入射磁场。如果磁场过高或过低，可能会出现磁写入错误。在设计系统磁体时必须小心仔细，并考虑可能干扰传感器的任何杂散磁场以及产品使用寿命内的机械公差。较小的杂散磁场可能会导致测量角度出现误差，而较大的杂散磁场可能会导致磁写入错误，从而引起总圈数错误。
磁性参考设计目标
设计出理想的磁体和屏蔽需要仔细了解系统要求。一般来说，系统要求越宽松，达到目标规格所需的磁体解决方案尺寸越大、成本越高。ADI正在开发一系列满足各种机械、杂散场和温度要求的磁性参考设计，可供ADMT4000真正上电多圈传感器的客户使用。ADI开发的第一个设计涵盖了公差相对宽松的系统：传感器到磁铁的距离为2.45 mm ± 1 mm，传感器到旋转轴的总位移为±0.6 mm，工作温度范围为–40˚C至+150˚C，杂散磁场屏蔽衰减大于90%。
磁性元件注意事项
设计磁体时，需要考虑一些关键注意事项，下一节内容概述了在为GMR传感器进行设计时需要考虑的主要方面。
磁体材料
GMR传感器在定义的磁窗口（16 mT至31 mT）1内运行；此外，最大和最小工作范围具有热系数(TC)，如图1中的红色迹线所示。选择TC与GMR传感器匹配的磁体材料最大限度地提高工作磁场的允许变化范围。这有助于增大磁体强度的变化和/或磁体相对于传感器的距离公差变化。铁氧体等低成本磁性材料的TC远远高于GMR传感器，与钐钴(SmCo)或钕铁硼(NeFeB)等材料相比，，其工作温度范围有限。
了解所选磁性材料的TC以及由于制造差异而导致的磁场强度变化后，即可确定室温(25°C)下所需的磁场强度。然后可以在室温下进行设计仿真，同时系统将在整个温度范围内按预期运行的可信度高。在图1中，绿色实线代表磁体根据设计应在GMR传感器的活动区域范围内产生的磁场强度窗口。由于磁性材料制造工艺的差异，该窗口小于GMR传感器的最大和最小操作窗口。绿色虚线表示由于>5%的典型制造差异而产生的最大和最小预期磁场。
1 ADMT4000发布之前，操作窗口可能会发生变化。
磁体仿真
机械操作环境中磁体的仿真可以采取不同的形式。通常用于设计磁体的仿真有两种类型：解析仿真或有限元分析(FEA)。解析仿真使用被仿真磁体的整体参数（尺寸、材料）求解出磁场，除了假设磁体在空气中运行之外，不考虑周围环境。这是一种快速的计算，在没有相邻铁磁材料时非常有用。FEA可以对较大磁性系统中含铁材料的影响进行建模，在将磁体与杂散磁场屏蔽或靠近磁体或传感器的铁磁材料组合时，此操作至关重要。FEA是一个耗时的过程，因此其通常将解析分析中的基本磁体设计作为起点。FEA用于对磁体和杂散场屏蔽的参考设计进行仿真。
GE IS210AEAAH1B
GE IS210AEBIH3B
ABB 3BSE007949R1
ABB P-HA-RPS-CH-100000
ABB P-HA-RPS-FAN-03000
BENTLY 3500/40M-01-00
ABB CI858K01
HONEYWELL LG1093AC05
BENTLY 3500/15-05-05-00
BENTLY 3500/05-01-01-00-00-01
BENTLY 3500/22-01-01-00
BENTLY 3500/42-01-00
BENTLY 3500/92-02-01-00
ABB PFTL101A-2KN 3BSE004172R1
ABB SC510 3BSE003832R1
ABB PFTL101A 0.5KN 3BSE004160R1
ABB UUD148AE02 3BHE014185R0002
EATON XV-303-10-B00-A00-1B
EMERSON PR9268/201-000
EMERSON A3120/022-000
MOTOROLA MVME6100
GE IS220PTURH1A
ABB 88TK50R1210 GJR2397000R1210
REXROTH MSK050C-0300-NN-S1-UG0-NNNN
GE DS200TCQAG1B
BENTLY 3500/22M 146031-01
ABB PPD115-A01
GE VMIACC-5595
HONEYWELL 8C-PCNT02
ABB PPD113B03-26-110611
ABB PPD113B03-26-100110
SCHNEIDER Max-4/11/03/032/99/1/1/00
SCHNEIDER PS-5 Power supply iSH
ABB UFC911B106 3BHE037864R0106
EATON XV-442-57cQB1-1W
BENTLY 3500/70-01-00
BENTLY 3500/72-01-00
BENTLY 3500/15-02-02-00
ABB BCU-12 3AUA0000110430
EMERSON PR9268/201-000
ABB 3BHE030579R0003
ABB 1TNA920711R0002
ABB PP885 3BSE069276R1
ABB PM865K02
A-B 6181P-15TPXPH
PROSOFT AN-X2-AB-DHRIO
BENTLY 1900/65A-00-01-01-00-00
REXROTH VT-HNC100-1-23/W-08-P-0
ABB PPD513 3BHE039724R2643
BENTLY 176449-09
Extreme x440-G2-24x-10GE4
ABB PCD232A 3BHE022293R0101
WOODWARD 8440-2082
ABB REF542plus
REXROTH MKD112C-024-GP0-AN
Extreme x440-G2-24fx-GE4
AMAT 0190-16928
AMAT 0090-04405
AMAT 0190-11817
AMAT 0190-26873
EMERSON UES815S-24A
GE SR489-P5-L0-A20-E
EATON XVS-440-10MPI-1-1U
HONEYWELL 05704-A-0361
HONEYWELL 05704-A-0145
BENTLY 3500/22M
BENTLY 3500/40M
GE IS220PVIBH1A
ABB 3BHE014105R0001 5SHX26L4510
HONEYWELL EG1033AC01
HONEYWELL CC-PAON01
HONEYWELL 5130907-175
Extreme X670-G2-48X-4Q
HONEYWELL FC-IOCHAS-0002R
GE IS420ESWBH2A
ABB 3BHL001863P0001
ABB PM866
ABB CI627A
ABB CI871
ABB CI869
EATON XV-440-10TVB-1-50
GE IS420ESWBH3A
GE IS220PPROH1A
BENTLY 3500/53-03-00
EATON XV-102-B4-35TQRF-10
WOODWARD 8440-1706
WOODWARD 9907-018
