Kā gredzenveida magnēti tiek izmantoti sensoros un magnētiskajos mezglos?

Kad esat strādājis ar magnētiskajiem sensoriem, jūs ātri saprotat, ka magnēts ir vairāk nekā vienkārša detaļa — tas ir izšķirošais faktors starp sensoru, kas saglabā savu precizitāti ilgtermiņā, un tādu, kas sāk novirzīties jau pēc dažiem tūkstošiem ciklu.

Gredzenveida magnēti ir izplatīta izvēle šādos pielietojumos, un tam ir labs iemesls. Taču, lai tos pareizi izvēlētos — it īpaši, ja meklējat materiālu ražošanai —, ir nepieciešams vairāk nekā tikai izvēlēties izmēru no datu lapas.

Esmu redzējis inženierus, kas uz papīra izstrādā perfektu gredzenveida magnētu, taču saskārās ar integrācijas problēmām, jo ​​magnetizācijas shēma neatbilda sensora nolasīšanas loģikai. Apskatīsim to sīkāk.Gredzenveida magnētu risinājumi sensoriem

 

Ātrā uzņemšana

Ideāli piemērots kodētājiem un pozīcijas sensoriem
Nepieciešama precīza magnetizācijas kontrole
Izmēri ietekmē sistēmas precizitāti
Bieži vien tiek izgatavoti pēc pasūtījuma montāžai

 

Kāpēc sensoros tiek izmantoti gredzenveida magnēti?

No pirmā acu uzmetiena gredzenveida magnēts izskatās vienkāršs. Taču tā dobais centrs visu maina.

Stabils magnētiskais lauks

Šeit ir pārfrāzēta versija, kas saglabā sākotnējo nozīmi, vienlaikus mainot struktūru un formulējumu:

Salīdzinot ar cietajiem diska magnētiem, gredzenveida magnēti piedāvā labāku magnētiskā lauka kontroli un paredzamību. To centrālā urbuma dēļ tiek nodrošināts vienmērīgs plūsmas sadalījums, kas ir būtiska īpašība Hola efekta sensoriem un magnetorezistīviem komponentiem, kuriem nepieciešama stabila, atkārtojama izejas vērtība.

Piemēram, rotācijas kodētājos daudzpolu gredzenveida magnēts ģenerē mainīgus ziemeļu-dienvidu polus pa savu perimetru. Sensors nolasa šīs pārejas, lai noteiktu leņķisko pozīciju. Ja lauks ir nevienmērīgs, jūsu kodētājs zaudē precizitāti.

Kompakta integrācija

Sensoru mezglos vietas vienmēr ir maz. Ar gredzenveida magnētu to var tieši uzlikt uz vārpstas, vienlaikus saglabājot vietu iekšpusē citām detaļām. Jūs ne tikai pievienojat papildu materiālu — jūs iebūvējat magnētu mehāniskajā struktūrā.

Tieši tāpēc gredzenveida magnēti tiek izmantoti visur — sākot no droseles pozīcijas sensoriem automašīnās līdz rūpnieciskajiem servomotoriem. Tie atrisina izvietojuma problēmu, neprasot pilnīgu visas konstrukcijas pārveidošanu.

Ja lietojumprogrammai ir nepieciešama uzticama veiktspēja kompaktā telpā, gredzenveida magnētu risinājumi sensoriem bieži vien ir vispraktiskākā izvēle.

Bieži sastopamie pielietojumi

Gredzenveida magnēti ir sastopami vairākās vietās, nekā vairums cilvēku domā. Šeit ir dažas vietas, kur specifikācijām tiešām ir nozīme.

Kodētāji

Magnētiskajos kodētājos gredzenveida magnēti pārvērš rotācijas kustību digitālos signālos. Parasti magnēts ir magnetizēts ar vairākiem polu pāriem, un sensors reģistrē pārejas, magnētam griežoties.

Šeit izaicinājums ir magnetizācijas precizitāte. Ja poli nav vienmērīgi izvietoti, jūsu kodētāja izšķirtspēja samazinās. Augstas precizitātes lietojumprogrammām jūs meklējat pielāgotus magnetizācijas stiprinājumus, nevis standarta sagataves.

Automatizācijas sistēmas

Automatizētās montāžas līnijās gredzenveida magnētus izmanto pozīcijas atgriezeniskās saites sistēmās, robotizētos savienojumos un pat magnētiskajos drošības slēdžos. Šīs vides ir nežēlīgas. Vibrācija, temperatūras svārstības un tuvumā esošo iekārtu radītie maldīgie magnētiskie lauki var ietekmēt veiktspēju.

Mūsu klienti ir nomainījuši standarta gredzenveida magnētus pret augstas koercitīvitātes magnētiem, lai saglabātu savu sistēmu stabilitāti metināšanas iekārtu tuvumā. Tā ir viena no tām detaļām, kas prototipa fāzē neparādās, bet kļūst kritiski svarīga plašākā mērogā.

Ja ir iesaistītas vienkāršākas aksiālā lauka prasības,cilindrisku magnētu pielietojumiarī bieži tiek izmantoti, īpaši mazākos sensoros, kur gredzena konfigurācija nav nepieciešama.

Galvenās specifikācijas

Runājot par gredzenveida magnētiem sensoriem, trīs dimensijas ir svarīgākas par visām pārējām.

Ārējais diametrs / iekšējais diametrs / biezums

Ārējais diametrs nosaka magnētiskā materiāla daudzumu. Iekšējais diametrs ietekmē to, kā magnēts piestiprinās pie vārpstas. Savukārt biezums ietekmē lauka stiprumu sensora noteikšanas attālumā.

Sarežģīti kļūst pielaides. Gredzenveida magnēts, kura iekšējais diametrs ir nedaudz novirzīts, pareizi nenovietosies uz vārpstas. Ja tas ir vaļīgs, rodas ripojums. Ja tas ir pārāk cieši piestiprināts, pastāv risks, ka magnēts montāžas laikā saplaisās. Precīziem pielietojumiem mēs parasti norādām pielaides līdz ±0,05 mm, un pirms ražošanas apstiprināšanas mēs pārbaudām paraugus ar suportiem.

Magnetizācija

Šeit tiek ieguldīta lielākā daļa inženiertehnisko pūļu.

Gredzenveida magnētus var magnetizēt dažādos veidos:
- Aksiāli: poli uz plakanām virsmām
- Diametra virziens: ziemeļu-dienvidu virzienā pāri diametram
-Daudzpolumainīgi stabi pa perimetru

Kodētājiem daudzpolu magnetizācija ir standarta. Taču polu skaitam ir jāatbilst sensora izšķirtspējai. 32 polu gredzens nedarbosies ar sensoru, kas sagaida 16 pārejas vienā apgriezienā, ja vien nepielāgojat programmaparatūru vai signāla kondicionēšanu.

Esam arī redzējuši projektus, kas aizkavējas, jo magnetizācijas virziens nebija saskaņots ar sensora orientāciju. Tā ir vienkārša detaļa, taču to ir viegli nepamanīt, ja uzmanība tiek pievērsta izmēriem un vilkšanas spēkam.

 

Ražošanas apsvērumi

Gredzenveida magnētu pasūtīšana sensoru komplektiem ir pavisam cita lieta nekā turēšanas magnētu iegāde ražotnei. Kļūdu tolerance ir daudz stingrāka, un kļūmes izmaksas parasti ir ievērojami augstākas.

Prototips reālos darba apstākļos

Mēs vienmēr iesakām testēt magnētu paraugus faktiskajā sensora korpusā ar faktisko nolasīšanas elektroniku. Gredzenveida magnēts, kas labi darbojas uz darbagalda, var darboties atšķirīgi, ja tas ir uzstādīts tērauda montāžas plāksnēm vai strāvas kabeļiem blakus.

Skaidri norādiet magnetizācijas modeli

Ar rasējumu ar izmēriem vien nepietiek. Jums jādefinē polu skaits, polu orientācija un pieļaujamā leņķa kļūda. Ja šie dati netiek dokumentēti, jūs atstājat interpretācijas iespējas, un tieši tur rodas neatbilstības.

Apsveriet temperatūru jau laikus

Standarta gredzenveida magnēti parasti pāriet uz N35SH vai līdzīgām augstas temperatūras pakāpēm, kad vide pārsniedz 80 °C. Ja jūsu sensors ir uzstādīts motora tuvumā vai motora nodalījumā, N42, kas bija piemērots prototipu izgatavošanai, var sabojāties ražošanas līmeņa slodzes ietekmē.

Uzdodiet pareizos jautājumus

Labs magnētu piegādātājs jautās par jūsu sensora tipu, montāžas metodi un darba vidi. Ja viņi to nedara, tā ir brīdinoša zīme. Ražotāji mums ir teikuši: "Tas ir tikai gredzenveida magnēts", līdz mēs izpētījām lietojumprogrammu un sapratām, ka viņiem nepieciešama daudzpolu magnetizācija ar ±2 grādu precizitāti.

 

Dažas lietas, kas jāņem vērā

Apstrāde un uzglabāšana
Gredzenveida magnēti, īpaši lielāki diametri, var būt pārsteidzoši izturīgi. Esam redzējuši, kā tie saķeras kopā vairāku pēdu attālumā, bojājot gan pašus magnētus, gan apkārtējos. Ražošanas apjomu ziņā ir vērts plānot, kā ar tiem tiks rīkoties un kā tie tiks magnetizēti pēc montāžas.

Pārklājuma izvēles
Niķelēšana ir tipiska izvēle, taču, ja sensoru mezgls ir pakļauts mitrumam, sāls aerosolam vai tīrīšanas ķimikālijām, jums, iespējams, būs nepieciešami epoksīda vai gumijas pārklājumi. Mēs to atklājām pēc korodējušas partijas nomaiņas — tikai sešus mēnešus pēc lietošanas āra automatizācijas vidē.

Magnetizācija pēc montāžas
Daudzpolu gredzenu gadījumā dažreiz labāk ir magnetizēt pēc tam, kad magnēts ir uzstādīts montāžā. Tas novērš izlīdzināšanas problēmas transportēšanas laikā un nodrošina, ka poli atrodas tieši tur, kur tiem jābūt attiecībā pret sensoru.

 

Noslēguma domas

Gredzenveida magnēti ir neliela sensoru mezgla sastāvdaļa, taču tie nav patēriņa prece. Atšķirība starp sensoru, kas darbojas uzticami, un tādu, kas nedarbojas darba apstākļos, bieži vien ir atkarīga no tā, cik labi magnēts ir specifikēts un vai ražošanas process patiešām nodrošināja paredzēto rezultātu.

Ja veicat ražošanas iepirkumus, veltiet laiku magnetizācijas modeļu pārbaudei, izmēru pārbaudei un magnēta klases saskaņošanai ar darba vidi. Sākotnējās pūles atmaksājas jau pirmajā reizē, kad nosūtāt partiju bez kļūmēm.