अत्यधिक स्वचालित प्रणालियाँ जो लगातार प्रक्रिया नियंत्रण डेटा एकत्र करती हैं, आज के विनिर्माण संयंत्रों में तेजी से आम हो रही हैं। ये स्वायत्त प्रणालियाँ सेंसर द्वारा एकत्र की गई सटीक जानकारी के माध्यम से सटीक वास्तविक समय स्थिति नियंत्रण प्रदान करती हैं। स्वचालित कारखानों में सर्वव्यापी चुंबकीय एनकोडर, निकटता सेंसर, दबाव ट्रांसमीटर, मोटर और अन्य उपकरणों को संयंत्र स्तर डेटा एकत्र करने और प्रदर्शन को बढ़ाने के लिए उन्नत स्थिति संवेदन की आवश्यकता होती है।
रोबोटिक प्रणालियों का उल्लेख न करते हुए, उच्च प्रदर्शन गति नियंत्रण की आवश्यकता वाले किसी भी सिस्टम में स्थिति संवेदन की यह मांग वस्तुतः सर्वव्यापी है। स्थिति संवेदन तकनीक बड़े पैमाने पर सिस्टम के प्रदर्शन की ऊपरी सीमा निर्धारित करती है। वास्तविक समय परिशुद्धता नियंत्रण प्राप्त करने के लिए सटीक, तेज़ और विश्वसनीय स्थिति माप एक शर्त है।
3डी हॉल इफ़ेक्ट पोजीशन सेंसिंग के मोशन नियंत्रण अनुप्रयोग
अन्य स्थिति संवेदन प्रौद्योगिकियों की तुलना में, हॉल प्रभाव स्थिति संवेदन यकीनन औद्योगिक स्वचालन अनुप्रयोगों में सबसे व्यापक रूप से अपनाया जाने वाला विकल्प है। रैखिक 3डी हॉल-प्रभाव स्थिति सेंसर मोटर शाफ्ट की निगरानी करते हैं, सेंसर पैरामीटर सीधे सिस्टम नियंत्रण, बैंडविड्थ और विलंबता को प्रभावित करते हैं। डेटा थ्रूपुट और माप त्रुटि के बीच ट्रेडऑफ़ के माध्यम से सिस्टम प्रदर्शन से समझौता करने से बचने के लिए, 3डी हॉल सेंसर एडीसी को एकीकृत करते हैं। ये उच्च सटीकता, कम बहाव चुंबकीय क्षेत्र माप प्राप्त करने के लिए सटीक सिग्नल श्रृंखलाओं का उपयोग करते हैं, इसके बाद चिप तापमान सेंसर डेटा का उपयोग करके सिस्टम स्तर बहाव क्षतिपूर्ति करते हैं।
चुंबकीय अक्षों और तापमानों के किसी भी संयोजन को समायोजित करने के लिए 3डी हॉल-प्रभाव स्थिति सेंसर की क्षमता वर्तमान औद्योगिक अनुप्रयोगों में एक अत्यधिक मूल्यवान विशेषता है। व्यापक चुंबकीय क्षेत्र पहचान रेंज और व्यापक परिवेश तापमान रेंज में उत्कृष्ट सेंसिंग प्रदर्शन बनाए रखना इन सेंसरों को जटिल औद्योगिक वातावरण में उत्कृष्टता प्राप्त करने में सक्षम बनाता है। उदाहरणों में टीडीके की लचीली वास्तुकला कॉन्फ़िगर करने योग्य एचएएल 39xy श्रृंखला सेंसर, टीआई की एसपीआई {{5}उच्च {7}सटीक रैखिक 3 डी हॉल {{9} प्रभाव सेंसर की कॉन्फ़िगर करने योग्य टीएमएजी5170 श्रृंखला शामिल है। ये सेंसर चयन योग्य चुंबकीय संवेदनशीलता श्रेणियों और तापमान क्षतिपूर्ति विकल्पों के माध्यम से गति नियंत्रण अनुप्रयोगों में चुंबकीय और यांत्रिक डिजाइन के लिए लचीलापन प्रदान करते हैं। हॉल-इफेक्ट सेंसर का उपयोग करते समय चुंबक प्लेसमेंट की अनम्यता के बारे में पिछली गलत धारणा अब समाप्त हो गई है।
ऊपर उल्लिखित दो उपकरणों को देखते हुए, TDK के HAL 39xy श्रृंखला सेंसर में एक शक्तिशाली DSP और एक एम्बेडेड माइक्रोप्रोसेसर की सुविधा है, जबकि TI की TMAG5170 श्रृंखला में एक ऑन{2}चिप कोण गणना इंजन शामिल है, जो ऑफ{3}चिप प्रसंस्करण की आवश्यकता को समाप्त करता है। लचीले हॉल सेंसर फ्रंटएंड कॉन्फ़िगरेशन भी विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगों की सुविधा प्रदान करते हैं। गति नियंत्रण अनुप्रयोगों में, इन 3डी हॉल प्रभाव स्थिति सेंसर की प्रगति अब स्वचालन प्रणालियों के लिए कई संभावनाओं को खोलती है।
गति नियंत्रण अनुप्रयोगों में अनिसोट्रोपिक मैग्नेटोरेसिस्टेंस प्रभाव स्थिति सेंसिंग (एएमआर)।
अनिसोट्रोपिक मैग्नेटोरेसिस्टेंस प्रभाव में सामग्री के भीतर s{0}}ऑर्बिटल्स और d{1}}ऑर्बिटल्स का अनिसोट्रोपिक प्रकीर्णन शामिल होता है। एएमआर सेंसर लगभग 3% मैग्नेटोरेसिस्टेंस अनुपात (ΔR/Rmin) प्रदर्शित करते हैं। एएमआर सेंसिंग का गति नियंत्रण में व्यापक अनुप्रयोग होता है, विशेष रूप से ऑटोमोटिव ग्रेड गति नियंत्रण प्रणालियों में। प्रमुख निर्माता एएमआर आधारित चुंबकीय सेंसिंग समाधान विकसित कर रहे हैं, क्योंकि एएमआर सेंसर ऑटोमोटिव ग्रेड गति नियंत्रण में तेजी से महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।
ऊपर उल्लिखित हॉल सेंसर के रैखिक विस्थापन माप के विपरीत, एएमआर सेंसर आम तौर पर उच्च परिशुद्धता प्रदान करते हैं। वे टॉर्क तरंग को भी कम करते हैं। चुंबकीय सेंसर के लिए उच्च सटीकता एक प्रमुख मीट्रिक है। तकनीकी रूप से, एएमआर सेंसर आमतौर पर बहुत कम बिजली की खपत, 10ns के आसपास तेज प्रतिक्रिया समय और 3000 पीपीएम/के के करीब तापमान बहाव की सुविधा देते हैं। विशिष्ट सटीकता निर्माता की प्रक्रिया और कॉन्फ़िगरेशन के आधार पर भिन्न होती है।
The dual-channel AMR sensing ADA457X series from ADI, featuring integrated signal conditioning amplifiers and ADC drivers, exhibits a typical angular error of just ±0.1° with output noise as low as 850μV rms. Infineon's single-AMR sensor TLE5109A16 series also achieves a typical error of ±0.1° across the 10 mT to >500 एमटी रेंज; घरेलू निर्माता डुओवेई के नवीनतम एएमआर सेंसर ने 0.1 डिग्री की पूर्ण सटीकता हासिल की है।
जब एक एएमआर सेंसर संतृप्त परिस्थितियों में काम करता है, तो इसका आउटपुट सिग्नल पूर्ण चुंबकीय क्षेत्र की ताकत में बदलाव से अप्रभावित रहता है, उच्च {{0} चुंबकीय - फ़ील्ड वातावरण में मजबूती प्रदर्शित करता है और पूरे सिस्टम के लिए पर्याप्त मार्जिन प्रदान करता है।
इसके अतिरिक्त, एएमआर सेंसर और अन्य चुंबकीय सेंसिंग प्रौद्योगिकियों के लिए, एक और विचार यह है कि डिवाइस पैरामीटर गिरावट और चुंबक उम्र बढ़ने के प्रति इसकी संवेदनशीलता से किस हद तक प्रभावित होता है। यह मुद्दा प्रत्येक निर्माता की रणनीति पर भी निर्भर करता है। एनएक्सपी के दृष्टिकोण में एएमआर सेंसर के चुंबकीय प्रतिरोध सेंसर ब्रिज, मिश्रित सिग्नल इंटीग्रेटेड सर्किट (आईसी), और आवश्यक कैपेसिटर को एक ही पैकेज में एकीकृत करना शामिल है। दोनों एकीकृत चैनल पूरी तरह से स्वतंत्र रूप से संचालित होते हैं, एक पूरी तरह से पृथक डिज़ाइन जो पैरामीटर गिरावट से लगभग अप्रभावित रहता है। प्रत्येक निर्माता अलग-अलग दृष्टिकोण अपनाता है, सभी पैरामीटर गिरावट के प्रभाव को कम करने का प्रयास करते हैं।
सारांश
स्वचालन प्रणालियों में गति नियंत्रण अनुप्रयोगों के लिए, चुंबकीय संवेदन में जीएमआर और टीएमआर प्रौद्योगिकियां भी शामिल हैं। तकनीकी दृष्टिकोण से, ये एएमआर की तुलना में अधिक सटीकता प्रदान करते हैं, हालांकि ये अधिक तकनीकी चुनौतियां पेश करते हैं और कम निर्माताओं द्वारा इनमें महारत हासिल की जाती है। ऑटोमोटिव अनुप्रयोगों में उनका अधिक व्यापक उपयोग होता है।
गति नियंत्रण अनुप्रयोगों के लिए, बेहतर नियंत्रण प्रदर्शन प्राप्त करने के लिए सटीक स्थिति संवेदन की आवश्यकता होती है। अपनी माप सीमा के भीतर, एएमआर सेंसिंग उत्कृष्ट संवेदनशीलता और प्रतिक्रिया समय प्रदान करती है, जिससे अत्यधिक सटीक स्थिति माप संभव होता है। प्रिसिजन लीनियर 3डी हॉल-इफेक्ट सेंसर भी अपनी पकड़ रखते हैं और प्रदर्शन से समझौता किए बिना या बिजली की खपत और लागत में वृद्धि किए बिना तेज, सटीक और विश्वसनीय माप प्राप्त करते हैं।