כיצד משתמשים במגנטים טבעתיים בחיישנים ובמכלולים מגנטיים?

כשעובדים עם חיישנים מגנטיים, מבינים מהר מאוד שהמגנט הוא יותר מחלק פשוט - זהו הגורם המכריע בין חיישן ששומר על דיוקו לאורך זמן לבין חיישן שמתחיל להיסחף לאחר כמה אלפי מחזורים בלבד.

מגנטים טבעתיים הם בחירה נפוצה ביישומים אלה, ובצדק. אבל כדי להשיג אותם נכון - במיוחד כשמדובר במיקור חוץ לייצור - נדרשת יותר מאשר בחירת גודל מגיליון נתונים.

ראיתי מהנדסים מתכננים את המגנט הטבעתי המושלם על הנייר, רק כדי להיתקל בבעיות אינטגרציה מכיוון שתבנית המגנטיזציה לא תאמה את לוגיקת הקריאה של החיישן. בואו נעבור על...פתרונות מגנט טבעתיים לחיישנים

 

צילום מהיר

אידיאלי עבור אנקודרים וחיישני מיקום
דורשים בקרת מגנטיזציה מדויקת
מידות משפיעות על דיוק המערכת
לעיתים קרובות מיוצר בהתאמה אישית להרכבות

 

מדוע משתמשים במגנטים טבעתיים בחיישנים

במבט ראשון, מגנט טבעתי נראה פשוט. אבל המרכז החלול הזה משנה הכל.

שדה מגנטי יציב

הנה גרסה מנוסחת מחדש ששומרת על המשמעות המקורית תוך שינוי המבנה והניסוח:

בהשוואה למגנטי דיסק מוצקים, מגנטים טבעתיים מציעים שליטה ויכולת חיזוי מעולים של השדה המגנטי. הקדח המרכזי שלהם מאפשר פיזור אחיד של השטף, תכונה חיונית עבור חיישני אפקט הול ורכיבים מגנטורסיסטיים הדורשים יציאות יציבות וחוזרות.

במקודדים סיבוביים, לדוגמה, מגנט טבעתי רב-קוטבי מייצר קטבים מתחלפים בין צפון לדרום סביב היקפו. החיישן קורא את המעברים הללו כדי לקבוע את המיקום הזוויתי. אם השדה אינו אחיד, המקודד מאבד דיוק.

אינטגרציה קומפקטית

המקום תמיד מצומצם במכלולי חיישנים. בעזרת מגנט טבעתי, ניתן להתאים אותו ישירות לציר ועדיין להשאיר מקום בפנים לחלקים אחרים. אתם לא רק מוסיפים חומר נוסף - אתם בונים את המגנט לתוך המבנה המכני.

זו בדיוק הסיבה שבגללה משתמשים במגנטים טבעתיים בכל מקום - החל מחיישני מיקום מצערת במכוניות ועד למנועי סרוו תעשייתיים. הם פותרים את בעיית המיקום מבלי לדרוש עיצוב מחדש מלא של המכלול כולו.

כאשר יישום דורש ביצועים אמינים במרחב קומפקטי, פתרונות מגנט טבעתי לחיישנים הם לרוב הבחירה המעשית ביותר.

יישומים נפוצים

מגנטים לטבעות מופיעים ביותר מקומות ממה שרוב האנשים מבינים. הנה כמה מקומות שבהם המפרט באמת משנה.

מקודדים

במקודדים מגנטיים, מגנטים טבעתיים הם אלה שהופכים תנועה סיבובית לאותות דיגיטליים. בדרך כלל, המגנט ממוגנט על ידי מספר זוגות קטבים, והחיישן סופר את המעברים כאשר המגנט מסתובב.

האתגר כאן הוא דיוק המגנטיזציה. אם הקטבים אינם במרווחים שווים, הרזולוציה של המקודד יורדת. עבור יישומים בעלי דיוק גבוה, אתם בוחנים מתקני מגנטיזציה בהתאמה אישית - לא ריק מהמדף.

מערכות אוטומציה

בקווי הרכבה אוטומטיים, מגנטים טבעתיים משמשים במערכות משוב מיקום, מפרקים רובוטיים ואפילו מתגי בטיחות מגנטיים. סביבות אלו אינן סלחניות. רעידות, תנודות טמפרטורה ושדות מגנטיים תועים מציוד סמוך - כולם יכולים להשפיע על הביצועים.

לקוחות החליפו מגנטים טבעתיים סטנדרטיים בגרסאות בעלות כוח כפייתי גבוה רק כדי לשמור על יציבות המערכות שלהם ליד ציוד ריתוך. זהו אחד מאותם פרטים שלא מופיעים בשלב האבטיפוס אבל הופכים קריטיים בקנה מידה גדול.

כאשר מדובר בדרישות שדה צירי פשוטות יותר,יישומי מגנט גלילימשמשים לעתים קרובות, במיוחד בחיישנים קטנים יותר שבהם אין צורך בתצורת טבעת.

מפרט מרכזי

כשאנחנו מדברים על מגנטים טבעתיים לחיישנים, שלושה ממדים חשובים יותר מכל האחרים.

קוטר חיצוני / קוטר פנימי / עובי

הקוטר החיצוני קובע כמה חומר מגנטי יש לך. הקוטר הפנימי משפיע על אופן הרכבת המגנט לציר. והעובי משפיע על עוצמת השדה במרחק הגילוי של החיישן.

המקום שבו הדברים מסתבכים הוא הסבילות. מגנט טבעתי שמעט לא מתאים לקוטר הפנימי לא יתיישב כראוי על הציר. אם הוא רופף, נוצרת יציאה. אם הוא הדוק מדי, מסתכנים בסדק המגנט במהלך ההרכבה. אנו בדרך כלל מציינים סבילות עד ל-±0.05 מ"מ עבור יישומים מדויקים, ואנו בודקים דגימות בעזרת קליברים לפני שאנו מאשרים ייצור.

מגנטיזציה

כאן מושקע רוב המאמץ ההנדסי.

ניתן למגנט מגנטים לטבעות בדרכים שונות:
- צירי: קטבים על הפאות השטוחות
- כיוון הקוטר: צפון-דרום לרוחב הקוטר
-רב-קוטביקטבים מתחלפים סביב ההיקף

עבור אנקודרים, מגנטיזציה רב-קוטבית היא סטנדרטית. אבל מספר הקטבים חייב להתאים לרזולוציית החיישן. טבעת של 32 קטבים לא תעבוד עם חיישן שמצפה ל-16 מעברים לכל סיבוב אלא אם כן תתאימו את הקושחה או את התאמת האות.

ראינו גם פרויקטים שעוכבו בגלל שכיוון המגנטיזציה לא היה מיושר עם כיוון החיישן. זהו פרט פשוט, אך קל לפספס אותו כאשר הדגש הוא על מידות וכוח משיכה.

 

שיקולי ייצור

הזמנת מגנטים טבעתיים עבור מכלולי חיישנים היא עניין שונה מאשר הזמנת מגנטים לאחיזה עבור רצפת הייצור. הסיבולת לשגיאות הדוקה הרבה יותר, ועלות הכישלון נוטה להיות גבוהה משמעותית.

אב טיפוס עם תנאי עבודה אמיתיים

אנו תמיד ממליצים לבדוק דגימות מגנט בתוך בית החיישן עצמו, עם האלקטרוניקה של הקריאה בפועל. מגנט טבעתי שעובד מצוין על שולחן העבודה עשוי להתנהג אחרת לאחר שהוא מותקן ליד לוחות הרכבה מפלדה או כבלי חשמל.

ציין בבירור את דפוס המגנטיזציה

שרטוט מידות אינו מספיק. עליך להגדיר את מספר הקטבים, כיוון הקטבים ואת השגיאה הזוויתית המותרת. אם אלה אינם מתועדים, אתה משאיר מקום לפרשנות - וכאן מתרחשות אי התאמות.

יש לקחת בחשבון את הטמפרטורה מוקדם

מגנטים טבעתיים סטנדרטיים עוברים בדרך כלל לדרגות N35SH או דרגות דומות לטמפרטורה גבוהה לאחר שהסביבה עולה על 80 מעלות צלזיוס. אם החיישן שלכם מותקן ליד מנוע או בתא מנוע, ה-N42 שהיה מתאים לבניית אב טיפוס עלול להיכשל תחת עומס ברמת הייצור.

שאל את השאלות הנכונות

ספק מגנטים טוב ישאל לגבי סוג החיישן, שיטת ההרכבה וסביבת ההפעלה. אם לא, זהו דגל אדום. יצרנים אמרו לנו "זה רק מגנט טבעתי" עד שעברנו על היישום והבנו שהם צריכים מגנטיזציה רב-קוטבית בדיוק של ±2 מעלות.

 

כמה דברים שכדאי לשים לב אליהם

טיפול ואחסון
מגנטים לטבעות - במיוחד בקטרים ​​גדולים יותר - יכולים להיות חזקים באופן מפתיע. ראינו אותם נצמדים זה לזה ממרחק של כמה מטרים, וגורמים נזק הן למגנטים והן לכל מי שנמצא בקרבת מקום. עבור כמויות ייצור, כדאי לתכנן כיצד יטופלו וימוגנו לאחר ההרכבה.

אפשרויות ציפוי
ציפוי ניקל הוא בחירה אופיינית, אך אם מכלול החיישן שלכם חשוף ללחות, תרסיס מלח או כימיקלים לניקוי, סביר להניח שתצטרכו ציפויי אפוקסי או גומי. גילינו זאת לאחר שהחלפנו אצווה חלודה - רק שישה חודשים לאחר תחילת השימוש בסביבת אוטומציה חיצונית.

מגנטיזציה לאחר הרכבה
עבור טבעות רב-קוטביות, לפעמים עדיף למגנט לאחר התקנת המגנט במכלול. זה מונע בעיות יישור במהלך המשלוח ומבטיח שהקטבים יהיו בדיוק במקום בו הם צריכים להיות ביחס לחיישן.

 

מחשבות אחרונות

מגנטים טבעתיים הם חלק קטן ממכלול החיישנים, אך הם אינם מוצר נמכר. ההבדל בין חיישן שפועל בצורה אמינה לבין חיישן שנכשל בשטח מסתכם לעתים קרובות במידת היותו של המגנט בדרישות ספציפיות - ובשאלה האם תהליך הייצור אכן סיפק את מה שתוכנן.

אם אתם מחפשים מוצרים לייצור, הקדישו זמן לבדיקת דפוסי מגנטיזציה, אימות מידות והתאמת דירוג המגנט לסביבת ההפעלה שלכם. המאמץ הראשוני משתלם בפעם הראשונה שאתם שולחים אצווה ללא כשלים בשטח.