Kaip žiediniai magnetai naudojami jutikliuose ir magnetiniuose mazguose?

Kai dirbi su magnetiniais jutikliais, greitai supranti, kad magnetas yra daugiau nei paprasta detalė – tai lemiamas veiksnys, ar jutiklis išlaiko tikslumą ilgą laiką, ar jutiklis pradeda dreifuoti vos po kelių tūkstančių ciklų.

Žiediniai magnetai yra dažnas pasirinkimas šiose srityse, ir ne be reikalo. Tačiau norint juos tinkamai parinkti – ypač kai ieškote medžiagų gamybai – reikia daugiau nei pasirinkti dydį iš duomenų lapo.

Mačiau inžinierių, kurie ant popieriaus brėžė tobulą žiedinį magnetą, bet susidūrė su integravimo problemomis, nes įmagnetinimo schema neatitiko jutiklio rodmenų logikos. Panagrinėkime tai.žiedinių magnetų sprendimai jutikliams

 

Greitas paėmimas

Idealiai tinka kodavimo įrenginiams ir padėties jutikliams
Reikalingas tikslus įmagnetinimo valdymas
Matmenys turi įtakos sistemos tikslumui
Dažnai gaminami pagal užsakymą surinkimams

 

Kodėl jutikliuose naudojami žiediniai magnetai

Iš pirmo žvilgsnio žiedinis magnetas atrodo paprastas. Tačiau tas tuščiaviduris centras viską pakeičia.

Stabilus magnetinis laukas

Štai perfrazuota versija, kurioje išlaikoma originali reikšmė, tačiau keičiama struktūra ir formuluotė:

Palyginti su kietojo disko magnetais, žiediniai magnetai pasižymi geresniu magnetinio lauko valdymu ir nuspėjamumu. Jų centrinė kiaurymė leidžia tolygiai paskirstyti srautą – tai esminė savybė Holo efekto jutikliams ir magnetoresistyviniams komponentams, kuriems reikalingi stabilūs, pakartojami išėjimai.

Pavyzdžiui, rotaciniuose kodavimo įrenginiuose daugiapolis žiedinis magnetas generuoja pakaitomis šiaurės-pietų polius aplink savo perimetrą. Jutiklis nuskaito šiuos perėjimus, kad nustatytų kampinę padėtį. Jei laukas netolygus, jūsų kodavimo įrenginys praranda tikslumą.

Kompaktiška integracija

Jutiklių mazguose visada mažai vietos. Žiedinį magnetą galite tiesiog pritvirtinti prie veleno, paliekant vietos viduje kitoms dalims. Jūs ne tik pridedate papildomos medžiagos – jūs įmontuojate magnetą į mechaninę konstrukciją.

Būtent todėl žiediniai magnetai naudojami visur – nuo ​​automobilių droselio padėties jutiklių iki pramoninių servo variklių. Jie išsprendžia išdėstymo problemą nereikalaudami visiškai perprojektuoti viso mazgo.

Kai pritaikymas reikalauja patikimo veikimo kompaktiškoje erdvėje, žiedinių magnetų sprendimai jutikliams dažnai yra praktiškiausias pasirinkimas.

Dažnos paraiškos

Žiedinių magnetų galima rasti daugiau vietų, nei dauguma žmonių suvokia. Štai kelios vietos, kur specifikacijos iš tiesų svarbios.

Kodavimo įrenginiai

Magnetiniuose kodavimo įrenginiuose žiediniai magnetai paverčia sukamąjį judesį skaitmeniniais signalais. Paprastai magnetas įmagnetinamas keliomis polių poromis, o jutiklis skaičiuoja perėjimus magnetui besisukant.

Iššūkis čia yra įmagnetinimo tikslumas. Jei poliai nėra išdėstyti tolygiai, jūsų kodavimo įrenginio skiriamoji geba sumažėja. Didelio tikslumo taikymams reikia ne standartinių, o specialiai pagamintų įmagnetinimo įtaisų.

Automatikos sistemos

Automatizuotose surinkimo linijose žiediniai magnetai naudojami padėties grįžtamojo ryšio sistemose, robotų jungtyse ir net magnetiniuose saugos jungikliuose. Šios aplinkos yra negailestingos. Vibracija, temperatūros svyravimai ir netoliese esančios įrangos skleidžiami klaidžiojantys magnetiniai laukai gali turėti įtakos našumui.

Klientai standartinius žiedinius magnetus keitė didelio koercinio krūvio magnetais, kad jų sistemos būtų stabilios šalia suvirinimo įrangos. Tai viena iš tų detalių, kuri neatsiranda prototipo kūrimo etape, bet tampa labai svarbi dideliu mastu.

Kai taikomi paprastesni ašinio lauko reikalavimai,cilindrinių magnetų pritaikymastaip pat dažnai naudojami, ypač mažesniuose jutikliuose, kur žiedo konfigūracija nereikalinga.

Pagrindinės specifikacijos

Kalbant apie žiedinius magnetus jutikliams, trys matmenys yra svarbesni nei bet kurie kiti.

OD / ID / storis

Išorinis skersmuo lemia, kiek magnetinės medžiagos turite. Vidinis skersmuo turi įtakos tam, kaip magnetas tvirtinamas prie veleno. O storis turi įtakos lauko stiprumui jutiklio aptikimo atstumu.

Sudėtingiausia tampa tolerancijos. Žiedinis magnetas, kurio vidinis skersmuo šiek tiek nukrypęs, netinkamai užsidės ant veleno. Jei jis atsilaisvins, susidarys mušamasis paviršius. Jei jis per stipriai priveržtas, surinkimo metu magnetas gali įtrūkti. Tiksliam naudojimui paprastai nurodome iki ±0,05 mm tolerancijas, o prieš patvirtindami gamybą, pavyzdžius patikriname slankmačiais.

Magnetizacija

Būtent čia ir skiriama didžioji dalis inžinerinių pastangų.

Žiediniai magnetai gali būti įmagnetinami įvairiais būdais:
- Ašinis: poliai ant plokščių paviršių
- Skersmens kryptis: šiaurės-pietų kryptimi per skersmenį
-Daugiapolis: pakaitomis išdėstyti poliai aplink perimetrą

Enkoderių atveju daugiapolis įmagnetinimas yra standartinis. Tačiau polių skaičius turi atitikti jutiklio skiriamąją gebą. 32 polių žiedas neveiks su jutikliu, kuris tikisi 16 perėjimų per apsisukimą, nebent pakoreguotumėte programinę-aparatinę įrangą arba signalo apdorojimą.

Taip pat matėme, kaip projektai buvo atidėti dėl to, kad įmagnetinimo kryptis nebuvo suderinta su jutiklio orientacija. Tai paprasta detalė, tačiau ją lengva nepastebėti, kai dėmesys sutelkiamas į matmenis ir traukos jėgą.

 

Gamybos aspektai

Žiedinių magnetų, skirtų jutiklių mazgams, užsakymas yra visai kas kita nei laikančiųjų magnetų paieška gamybos cechui. Paklaidų tolerancija yra daug mažesnė, o gedimų kaina paprastai būna žymiai didesnė.

Prototipas realiomis darbo sąlygomis

Visada rekomenduojame magnetų pavyzdžius išbandyti tikrame jutiklio korpuse su faktine skaitymo elektronika. Žiedinis magnetas, kuris puikiai veikia ant stalo, gali elgtis kitaip, kai yra sumontuotas šalia plieninių tvirtinimo plokščių ar maitinimo kabelių.

Aiškiai nurodykite įmagnetinimo modelį

Matmenų brėžinio nepakanka. Reikia apibrėžti polių skaičių, polių orientaciją ir leistiną kampinę paklaidą. Jei šie duomenys nėra dokumentuoti, lieka erdvės interpretacijai – ir būtent čia atsiranda neatitikimų.

Iš anksto įvertinkite temperatūrą

Standartiniai žiediniai magnetai paprastai pereina į N35SH arba panašias aukštos temperatūros klases, kai aplinka viršija 80 °C. Jei jūsų jutiklis sumontuotas šalia variklio arba variklio skyriuje, prototipui tinkamas N42 gali sugesti esant gamybos lygio apkrovai.

Užduokite tinkamus klausimus

Geras magnetų tiekėjas paklaus apie jūsų jutiklio tipą, tvirtinimo būdą ir darbo aplinką. Jei jie to nepadarys, tai yra įspėjamasis ženklas. Gamintojai mums yra sakę, kad „tai tik žiedinis magnetas“, kol mes patys peržiūrėjome pritaikymą ir supratome, kad jiems reikalingas daugiapolis įmagnetinimas su ±2 laipsnių tikslumu.

 

Keletas dalykų, į kuriuos reikia atkreipti dėmesį

Tvarkymas ir sandėliavimas
Žiediniai magnetai, ypač didesnio skersmens, gali būti stebėtinai stiprūs. Matėme, kaip jie trūkčioja vienas ant kito iš kelių metrų atstumo, pažeisdami ir pačius magnetus, ir aplinkinius. Gaminant didelius kiekius, verta suplanuoti, kaip su jais bus elgiamasi ir kaip jie bus įmagnetinami surinkus.

Dangos pasirinkimai
Nikeliavimas yra įprastas pasirinkimas, tačiau jei jūsų jutiklio mazgas yra veikiamas drėgmės, druskos purškalo ar valymo chemikalų, greičiausiai jums reikės epoksidinės arba guminės dangos. Tai pastebėjome pakeitę surūdijusią partiją – vos po šešių mėnesių naudojimo lauko automatizavimo aplinkoje.

Įmagnetinimas po surinkimo
Daugiapolių žiedų atveju kartais geriau įmagnetinti magnetą po to, kai jis jau sumontuotas mazge. Taip išvengiama lygiavimo problemų transportavimo metu ir užtikrinama, kad poliai būtų tiksliai ten, kur jie turi būti jutiklio atžvilgiu.

 

Baigiamosios mintys

Žiediniai magnetai yra maža jutiklio mazgo dalis, tačiau jie nėra prekė. Skirtumas tarp patikimai veikiančio jutiklio ir to, kuris sugenda lauke, dažnai priklauso nuo to, kaip gerai buvo parinktas magnetas ir ar gamybos procesas iš tikrųjų atitiko suprojektuotą rezultatą.

Jei ieškote medžiagų gamybai, skirkite laiko įmagnetėjimo modeliams patikrinti, matmenims patikrinti ir magneto klasei parinkti pagal savo darbo aplinką. Išankstinės pastangos atsiperka jau pirmą kartą išsiuntus partiją be gedimų.