Як выкарыстоўваюцца кальцавыя магніты ў датчыках і магнітных вузлах?

Калі вы працуеце з магнітнымі датчыкамі, вы хутка разумееце, што магніт — гэта больш, чым простая дэталь, гэта вырашальны фактар ​​паміж датчыкам, які захоўвае сваю дакладнасць на працягу доўгага часу, і тым, які пачынае дрэйфаваць усяго праз некалькі тысяч цыклаў.

Кольцавыя магніты — распаўсюджаны выбар у гэтых сферах прымянення, і нездарма. Але іх правільны выбар, асабліва калі вы шукаеце матэрыялы для вытворчасці, патрабуе больш, чым проста выбар памеру з тэхнічнага апісання.

Я бачыў, як інжынеры на паперы вызначалі ідэальны кальцавы магніт, але сутыкаліся з праблемамі інтэграцыі, бо схема намагнічанасці не адпавядала логіцы счытвання датчыка. Давайце разгледзім гэта.рашэнні з кальцавымі магнітамі для датчыкаў

 

Хуткі здымак

Ідэальна падыходзіць для энкодэраў і датчыкаў становішча
Патрабуецца дакладны кантроль намагнічанасці
Памеры ўплываюць на дакладнасць сістэмы
Часта вырабляюцца на заказ для зборак

 

Чаму ў датчыках выкарыстоўваюцца кальцавыя магніты

На першы погляд, кальцавы магніт выглядае проста. Але гэтая пустая цэнтральная частка змяняе ўсё.

Стабільнае магнітнае поле

Вось перафразіраваны варыянт, які захоўвае першапачатковы сэнс, але змяняе структуру і фармулёўку:

У параўнанні з цвёрдымі дыскавымі магнітамі, кальцавыя магніты забяспечваюць лепшы кантроль і прадказальнасць магнітнага поля. Іх цэнтральны адтуліна забяспечвае раўнамернае размеркаванне магнітнага патоку, што з'яўляецца важнай рысай для датчыкаў Хола і магнітарэзістыўных кампанентаў, якія патрабуюць стабільных, паўтаральных выхадных сігналаў.

Напрыклад, у ратацыйных энкодэрах шматполюсны кальцавы магніт генеруе па сваёй акружнасці чаргуючыяся паўночна-паўднёвыя полюсы. Датчык счытвае гэтыя пераходы для вызначэння вуглавога становішча. Калі поле нераўнамернае, ваш энкодэр губляе дакладнасць.

Кампактная інтэграцыя

У зборках датчыкаў заўсёды мала месца. З дапамогай кальцавога магніта вы можаце размясціць яго прама на вале, пакінуўшы пры гэтым месца ўнутры для іншых дэталяў. Вы не проста дадаяце дадатковы матэрыял — вы ўбудоўваеце магніт у механічную канструкцыю.

Менавіта таму кальцавыя магніты выкарыстоўваюцца паўсюль — ад датчыкаў становішча дросельнай засланкі ў аўтамабілях да прамысловых серварухавікоў. Яны вырашаюць праблему размяшчэння, не патрабуючы поўнай пераробкі ўсёй зборкі.

Калі для прыкладання патрабуецца надзейная праца ў кампактнай прасторы, рашэнні з кальцавымі магнітамі для датчыкаў часта з'яўляюцца найбольш практычным выбарам.

Агульныя прымянення

Кольцавыя магніты можна знайсці ў большай колькасці месцаў, чым большасць людзей думае. Вось некалькі выпадкаў, калі характарыстыкі сапраўды маюць значэнне.

Энкодэры

У магнітных энкодэрах кальцавыя магніты пераўтвараюць вярчальны рух у лічбавыя сігналы. Звычайна магніт намагнічаны некалькімі парамі полюсаў, і датчык падлічвае пераходы па меры кручэння магніта.

Праблема тут у дакладнасці намагнічвання. Калі полюсы размешчаны нераўнамерна, раздзяляльная здольнасць вашага энкодэра зніжаецца. Для высокадакладных прымяненняў вам патрэбныя спецыяльныя прыстасаванні для намагнічвання, а не гатовыя нарыхтоўкі.

Сістэмы аўтаматызацыі

У аўтаматызаваных зборачных лініях кальцавыя магніты выкарыстоўваюцца ў сістэмах зваротнай сувязі па становішчы, рабатызаваных злучэннях і нават у магнітных выключальніках бяспекі. Гэтыя асяроддзі непрабачальныя. Вібрацыя, перапады тэмпературы і рассеяныя магнітныя палі ад блізкага абсталявання могуць паўплываць на прадукцыйнасць.

Нашы кліенты мянялі стандартныя кольцавыя магніты на версіі з высокай каэрцытыўнай сілай, каб забяспечыць стабільнасць сваіх сістэм паблізу зварачнага абсталявання. Гэта адна з тых дэталяў, якія не праяўляюцца на этапе прататыпа, але становяцца крытычна важнымі ў маштабе.

Калі выкарыстоўваюцца больш простыя патрабаванні да восевага поля,прымяненне цыліндрычных магнітаўтаксама часта выкарыстоўваюцца, асабліва ў меншых датчыках, дзе не патрэбна кальцавая канфігурацыя.

Асноўныя характарыстыкі

Калі мы гаворым пра кальцавыя магніты для датчыкаў, тры вымярэнні маюць большае значэнне, чым любыя іншыя.

Знешні дыяметр / Унутраны дыяметр / Таўшчыня

Знешні дыяметр вызначае колькасць магнітнага матэрыялу. Унутраны дыяметр уплывае на тое, як магніт мацуецца да вала. А таўшчыня ўплывае на напружанасць поля на адлегласці выяўлення датчыка.

Складанасць узнікае з допускамі. Кальцавы магніт, які крыху зрушыўся з унутранага дыяметра, не будзе належным чынам сядзець на вале. Калі ён аслаблены, вы атрымаеце біццё. Калі ён занадта тугі, вы рызыкуеце раскалоць магніт падчас зборкі. Звычайна мы ўказваем дапушчальныя адхіленні да ±0,05 мм для дакладных прымяненняў і правяраем узоры штангенцыркулем перад тым, як зацвердзіць вытворчасць.

Намагнічанасць

Менавіта на гэта сканцэнтравана большая частка інжынерных намаганняў.

Кольцавыя магніты можна намагнічваць рознымі спосабамі:
- Восевы: полюсы на плоскіх гранях
- Напрамак дыяметра: з поўначы на ​​поўдзень па дыяметры
-Мультыполь: чаргуючыяся полюсы па акружнасці

Для энкодэраў стандартам з'яўляецца шматполюсная намагнічанасць. Але колькасць полюсаў павінна адпавядаць раздзяляльнай здольнасці датчыка. 32-полюснае кольца не будзе працаваць з датчыкам, які чакае 16 пераходаў на абарот, калі вы не зменіце прашыўку або апрацоўку сігналу.

Мы таксама бачылі праекты, якія затрымліваліся з-за таго, што кірунак намагнічанасці не супадаў з арыентацыяй датчыка. Гэта простая дэталь, але яе лёгка прапусціць, калі ўвага сканцэнтравана на памерах і сіле прыцягнення.

 

Вытворчыя меркаванні

Заказ кольцавых магнітаў для зборак датчыкаў — гэта зусім іншая справа, чым пошук утрымлівальных магнітаў для цэха. Дапушчальная хібнасць значна меншая, і кошт паломкі, як правіла, значна вышэйшы.

Прататып з рэальнымі ўмовамі працы

Мы заўсёды рэкамендуем правяраць узоры магнітаў у рэальным корпусе датчыка з рэальнай электронікай счытвання. Кальцавы магніт, які добра працуе на працоўным стале, можа паводзіць сябе інакш, калі яго ўсталяваць побач са сталёвымі мантажнымі пласцінамі або сілавымі кабелямі.

Выразна ўкажыце схему намагнічвання

Чарцяжа з памерамі недастаткова. Вам трэба вызначыць колькасць полюсаў, арыентацыю полюсаў і дапушчальную вуглавую памылку. Калі яны не задакументаваны, вы пакідаеце месца для інтэрпрэтацыі — і менавіта тут узнікаюць неадпаведнасці.

Улічвайце тэмпературу загадзя

Стандартныя кольцавыя магніты звычайна пераходзяць на N35SH або падобныя высокатэмпературныя класы, калі тэмпература навакольнага асяроддзя перавышае 80°C. Калі ваш датчык усталяваны побач з рухавіком або ў маторным адсеку, N42, які падыходзіў для стварэння прататыпа, можа выйсці з ладу пад уздзеяннем нагрузкі на вытворчым узроўні.

Задавайце правільныя пытанні

Добры пастаўшчык магнітаў спытае пра тып вашага датчыка, спосаб мантажу і ўмовы эксплуатацыі. Калі яны не спытаюць, гэта трывожны сігнал. Вытворцы казалі нам: «Гэта проста кальцавы магніт», пакуль мы не разгледзелі яго прымяненне і не зразумелі, што ім патрэбна шматполюсная намагнічанасць з дакладнасцю ±2 градусы.

 

Некалькі рэчаў, на якія варта звярнуць увагу

Апрацоўка і захоўванне
Кольцавыя магніты, асабліва большага дыяметра, могуць быць нечакана моцнымі. Мы бачылі, як яны шчоўкалі адзін аб аднаго з адлегласці некалькіх футаў, пашкоджваючы як самі магніты, так і тых, хто знаходзіўся побач. Пры вытворчасці вялікага аб'ёму варта спланаваць, як з імі будуць абыходзіцца і як яны будуць намагнічвацца пасля зборкі.

Выбар пакрыцця
Нікеляванне — тыповы выбар, але калі ваш датчык падвяргаецца ўздзеянню вільгаці, саляных туманаў або ачышчальных хімікатаў, вам, верагодна, спатрэбіцца эпаксіднае або гумовае пакрыццё. Мы выявілі гэта пасля замены пашкоджанай карозіяй партыі — усяго праз шэсць месяцаў выкарыстання ў адкрытым асяроддзі аўтаматызацыі.

Намагнічванне пасля зборкі
Для шматполюсных кольцаў часам лепш намагнічваць іх пасля ўстаноўкі магніта ў зборку. Гэта дазваляе пазбегнуць праблем з выраўноўваннем падчас транспарціроўкі і гарантуе, што полюсы будуць знаходзіцца менавіта там, дзе яны павінны быць адносна датчыка.

 

Заключныя думкі

Кальцавыя магніты — гэта невялікая частка зборкі датчыка, але яны не з'яўляюцца таварам. Розніца паміж датчыкам, які працуе надзейна, і тым, які выходзіць з ладу ў палявых умовах, часта зводзіцца да таго, наколькі добра быў распрацаваны магніт, і ці сапраўды вытворчы працэс адпавядаў задуманаму.

Калі вы шукаеце матэрыялы для вытворчасці, знайдзіце час, каб праверыць схемы намагнічанасці, праверыць памеры і падабраць клас магнітаў да вашага аперацыйнага асяроддзя. Пачатковыя намаганні акупяцца пры першай адпраўцы партыі без збояў у працы.