利用设计工具提高位置传感器系统精度PCB抄板
电机驱动系统 (EMDS) 高度依赖位置编码器来提升效率,PCB抄板并满足日益严苛的法规要求。如图 1 所示,位置编码器将感知到的速度和位置信息反馈给控制器,从而实现高精度电机控制和同步。位置编码器种类繁多,包括机械式、光学式、磁式或电感式。
值得注意的是,旋转电感编码器在恶劣环境下具有显著优势,能够有效抵抗污垢、磁性碎屑、湿气和冲击等污染因素的影响。这些器件基于法拉第电磁相互感应原理,在工业 4.0 的各个领域得到广泛应用,能够测量变速箱、踏板、机械臂等众多工业系统的位置移动。
旋转电感传感器原理
典型的旋转电感编码器有三个主要部件,如图 2 所示。PCB抄板转子安装在旋转电机轴上,定子安装在编码器外壳上。转子和定子都有扁平线圈,这些线圈被集成在 PCB 上,而位置感知器件(例如安森美 (onsemi) 的 NCS32100 电感位置传感器)通常安装在定子上。
感知器件将正弦波(NCS32100 为 4 MHz)传输到定子上的励磁线圈,该线圈起到天线的作用,将能量耦合到转子的接收线圈中。定子也有一组接收线圈,当转子旋转时,其线圈中的耦合能量会对定子接收线圈产生扰动。感知器件与定子接收线圈相连以接收输入信号,并通过分析定子接收线圈中的扰动来测量转子位置。
通过增加转子和定子线圈的数量,PCB抄板改变线圈的模式,以及增加感知器件接收的输入数量,可以提高旋转电感编码器的分辨率和精度。