电子发烧友网>MEMS/传感技术> > 正文

3D霍尔效应传感器如何在自治系统中实现精准的实时位置控制

2021年10月18日 16:22 次阅读

随着工业4.0的先进制造工艺席卷全球市场,高度自动化系统的需求急剧增长,这些系统既需要在集成的制造流程中运行,又需要不断收集流程控制数据。大多数此类系统(包括机械臂中的磁性编码器接近传感器、传动器、压力变送器、线性电机和自主移动机器人)均需要先进的位置感应解决方案来控制性能并收集工厂级数据,从而做出更明智的决策并提高设备运行的安全性和可靠性。

图1中所示自主移动机器人可以自动执行简单的任务,例如在仓库内运输物料。这类工业机器人可帮助优化制造流程、增加生产量并提高生产率。要在工厂车间或仓库实现安全高效导航,自主移动机器人的轮子必须内置位置感应和速度控制等高精度系统控制功能。

poYBAGFtLz6AFNHbAAOYRxXnhE8578.png

图 1:自主移动机器人横穿仓库

可控制运动的高性能自动化系统几乎都需要位置感应,并且位置感应技术的选择直接影响整个系统的成本和性能。在评估出色的位置感应解决方案,需要考虑传感器精度、速度、功率、灵活性和可靠性等因素。

多轴线性霍尔效应位置传感器可提供高度精确、快速且可靠的绝对位置测量,非常适合精密自动化工业应用。这些功能有助于实现更加准确的实时控制,此类控制在提高设备性能、优化系统效率和更大限度地减少停机时间方面发挥着至关重要的作用。

再看一下自主移动机器人的例子,图2中的方框图展示了轮子的电机和电机控制器之间形成的反馈环路。其中使用的是TI的TMAG5170线性3D霍尔效应位置传感器,可监测电机轴的确切角度位置和电机驱动器,从而使电机旋转。除了此反馈环路中显示的所有元素外,该线性3D霍尔效应传感器通常会对系统带宽和延迟有直接影响。通过采用能够进行高带宽测量的传感器,您可以提高此反馈环路的整体速度并增强系统性能。

同样,位置传感器的测量精度决定了对电机运动的可控程度。而传感器的速度和精度通常此消彼长,系统性能因此受到限制。TMAG5170可实现高吞吐量数据读取,感应速度高达 20kSPS,并且可进行高精度线性测量,最大总误差为2.6%,让您无需在两者中做出抉择。

poYBAGFtL02AEO13AAC6CRwo3MU633.png

图 2:采用TMAG5170线性3D霍尔效应位置传感器的自主移动机器人轮子电机模块方框图

功耗可能也是选择位置传感器时的重要考量项,具体取决于设计的电池管理系统或电源。电池供电型系统或采用低功耗电源的系统(例如,远程4mA至20mA环路供电)通常需要具备低功耗运行模式(例如,唤醒和睡眠以及深度睡眠模式)的传感器来帮助提高吞吐量的同时降低功耗。TMAG5170具有多个运行模式和采样率。与其他精密线性3D霍尔效应传感器相比,其电源效率至少能提升70%,可在1kHz至 20kHz采样范围内为电池供电器件或关注系统效率的轻负载模式降低功耗。

通常情况下,位置传感器具有严格的机械配置限制。线性3D霍尔效应传感器功能丰富,具有可选磁性灵敏度范围和温度补偿选项,可方便您灵活进行磁性和机械设计。TMAG5170具有片上角度计算引擎,无需片外处理,同时提供角度感应应用中传感器和磁体的机械放置灵活性,包括轴上和偏轴情况下的配置。

由于在自动化操作中工业系统与人工配合日益密切,因此需要更多安全措施来确保操作安全,此外,对用于防止工具停机和质量问题的诊断功能的需求也不断增加。选择位置传感器时,除精度、速度、功率和灵活性等因素外,读数可靠性也是一个重要因素。例如,如果选择具有少量或根本不具有诊断功能的传感器,则可能需要大量外部元件来确保传感器数据的准确性和可靠性,这会增加设计的物料清单(BOM)成本。TMAG5170具有独特的智能诊断功能组合,例如通信、连续性和内部信号路径检查,以及可针对电源、输入磁场和系统温度进行配置的诊断功能。无需其他元件即可确保传感器数据准确,从而实现长期可靠性并降低BOM成本。

高速高精度的位置传感器在自动化工业系统中实现了新一代实时控制技术。TMAG5170等精密线性3D霍尔效应传感器可帮助设计人员实现快速、精确且可靠的测量,而无需降低性能或增加功耗和成本,从而进一步推动工业4.0市场发展趋势。

下载发烧友APP

打造属于您的人脉电子圈

关注电子发烧友微信

有趣有料的资讯及技术干货

关注发烧友课堂

锁定最新课程活动及技术直播

电子发烧友观察

一线报道 · 深度观察 · 最新资讯
收藏 人收藏
分享:

评论

相关推荐

TI推出全新3D霍尔效应位置传感器,兼具高速度和...

TMAG5170是TI首款3D霍尔效应位置传感器,可在室温下提供低至2.6%的满量程总误差。
发表于 2021-10-14 09:46 764次阅读
TI推出全新3D霍尔效应位置传感器,兼具高速度和...

工业4.0时代,微智达提供嵌入式工控机专业定制方...

导读:工业4.0是以智能制造为主导的第四次工业革命,是集成大量计算机、通信和控制技术为一体的智能系统....
发表于 2021-10-13 17:48 25次阅读
工业4.0时代,微智达提供嵌入式工控机专业定制方...

可用于PLC数字输入模块的方案设计

在工业4.0背景下,工业自动化成为了当今先进制造的重要组成部分。而PLC(可编程逻辑控制器)作为工业....
发表于 2021-10-13 16:24 228次阅读
可用于PLC数字输入模块的方案设计

你知道odrive有哪些控制原理吗

无刷电机的工作原理是什么? 位置传感器有哪几种类型?odrive有哪些控制原理呢? ...
发表于 2021-09-18 09:29 0次阅读
你知道odrive有哪些控制原理吗

AIoT+工业4.0,究竟会发生什么?

以5G、云计算、边缘计算、大数据、人工智能为代表的数字前沿科技,与行业领域进行深度融合,落地孵化出大....
发表于 2021-09-03 10:54 4250次阅读
AIoT+工业4.0,究竟会发生什么?

虹科解决方案助力工业自动化控制系统升级

前 言 在向工业4.0过渡阶段,寻求系统升级的制造商往往要求工程师在提高设备性能的同时减少升级成本。....
发表于 2021-09-02 16:31 1133次阅读
虹科解决方案助力工业自动化控制系统升级

如何实现远程监控 对工业有什么好处

工业4.0引入了执行旧任务的新方法。工业4.0提供的工业解决方案能够创建一个无人工厂。在该工厂中,当....
发表于 2021-09-02 16:11 1026次阅读
如何实现远程监控 对工业有什么好处

永磁同步电动机的组成部分

永磁同步电动机的组成部分:定子、永久磁钢转子、位置传感器、电子换向开关等。永磁同步电动机具有结构简单,体积小、...
发表于 2021-08-27 07:45 0次阅读
永磁同步电动机的组成部分

浅析基于滑模观测器的永磁同步电机SPMSM无位置传感器仿真

基于滑模观测器的永磁同步电机SPMSM无位置传感器仿真...
发表于 2021-08-27 07:24 0次阅读
浅析基于滑模观测器的永磁同步电机SPMSM无位置传感器仿真

贸泽电子与Analog Devices联手推出新...

边缘到云计算、软件可配置系统、分析和其他关键领域的进步正在推动工业4.0不断前进,让新应用比之前的应....
发表于 2021-08-26 14:27 1051次阅读
贸泽电子与Analog Devices联手推出新...

工业4.0时代 PLC需要更纤薄更低耗的继电器

作为该领域应用广泛且最重要的控制元件之一,继电器被赋予了更为艰巨的“使命”,既要尽可能小型化,又得保....
发表于 2021-08-26 10:05 591次阅读
工业4.0时代 PLC需要更纤薄更低耗的继电器

工业4.0商业模式自动化预测维护程序的好处

本文将讨论 作为工业4.0商业模式的预测性维护 自动化预测维护程序的好处 在工业设施中实行自动化预测....
发表于 2021-08-10 11:09 409次阅读
工业4.0商业模式自动化预测维护程序的好处

位置传感器的分类及应用实例

位置传感器(position sensor),能感受被测物的位置并转换成可用输出信号的传感器。它能感....
发表于 2021-08-05 16:57 419次阅读
位置传感器的分类及应用实例

Molex莫仕发布了一项针对工业4.0制造业的全...

51%的受访者将实现工业4.0作为企业优先级事项 49%报告称取得重大成功 53%准备在两年内实现目....
发表于 2021-08-02 10:51 501次阅读
Molex莫仕发布了一项针对工业4.0制造业的全...

Digi-Key推出未来工厂视频系列

Digi-Key Electronics 拥有全球品类最丰富且能够立即发货的现货电子元器件, 日前推....
发表于 2021-07-28 14:13 917次阅读
Digi-Key推出未来工厂视频系列

e络盟最新全球调研揭示:工业4.0将在5年内成为...

e络盟第三届物联网年度调查还证实,新冠疫情促使物联网在医疗领域的应用增加。
发表于 2021-07-07 16:14 1070次阅读
e络盟最新全球调研揭示:工业4.0将在5年内成为...

在无转子位置传感器的无刷直流永磁电动机中是如何实现换相(向)的?

在无转子位置传感器的无刷直流永磁电动机中是如何实现换相(向)的?在两次换相(向)之间,到底发生了一些什么事情?...
发表于 2021-07-06 07:00 0次阅读
在无转子位置传感器的无刷直流永磁电动机中是如何实现换相(向)的?

浅析XYZ Robotics 3D视觉系统

随着工业4.0和全球数字化改革战略的推进,以汽车、重工、金属制造为主的行业为追求更加可靠、稳定、高效....
发表于 2021-07-05 09:03 709次阅读
浅析XYZ Robotics 3D视觉系统

使用霍尔效应传感器进行设计的三个常见设计缺陷以及...

 设计电路时,电路的性能并不一定完全符合预期。本文将帮助解决在工业和汽车应用中与霍尔效应传感器相关的....
发表于 2021-07-04 11:09 869次阅读
使用霍尔效应传感器进行设计的三个常见设计缺陷以及...

AS5147U和AS5247U是什么? 有哪些优点?

AS5147U和AS5247U是什么? AS5147U和AS5247U有哪些作用? AS5147U和AS5247U有哪些优点? ...
发表于 2021-07-02 06:16 102次阅读
AS5147U和AS5247U是什么? 有哪些优点?

恩智浦:引入TSN对工业4.0意味着什么?

恩智浦半导体边缘处理业务工业边缘计算产品市场经理高磊在本次研讨会上简要介绍了TSN,以及将该技术引入....
发表于 2021-06-23 16:28 7214次阅读
恩智浦:引入TSN对工业4.0意味着什么?

安森美半导体推出创新的超高密度离线电源方案

在传统的PFC电路中,整流桥二极管在240 W电源中的损耗约4 W,占总损耗的20%左右。
发表于 2021-06-23 14:20 1231次阅读
安森美半导体推出创新的超高密度离线电源方案

磁性位置传感器正悄悄惊艳消费电子开关市场!

小巧的AS5600性能可靠、功耗低、不受杂散磁场影响,且价格也极具竞争力。
发表于 2021-06-23 14:09 3409次阅读
磁性位置传感器正悄悄惊艳消费电子开关市场!

曲轴位置传感器的工作原理

光电式曲轴位置传感器由带有光孔的信号盘和信号发生器组成的,通常安装在分电器里,信号盘和分电器轴是一起....
发表于 2021-06-13 16:25 737次阅读
曲轴位置传感器的工作原理

Melexis推出新款磁位置传感器芯片,荣获AE...

Melexis为其非接触式位置传感器芯片系列再添两款新器件---MLX90421 和 MLX9042....
发表于 2021-06-11 11:17 1974次阅读
Melexis推出新款磁位置传感器芯片,荣获AE...

Palma Ceia SemiDesign宣布推...

Wi-Fi HaLow实现了各种IoT物联网应用所需的低功耗连接,各式各样的解决方案也开始进入市场。
发表于 2021-06-07 15:23 3339次阅读
Palma Ceia SemiDesign宣布推...

长距离总线:推动此技术的行业要求

根据MarketsAndMarkets公司的研究,预计全球物联网市场将从2017年的2350亿美元增....
发表于 2021-06-03 11:16 535次阅读
长距离总线:推动此技术的行业要求

亚太5G行业应用必将跑出加速度,让工业4.0之花...

农耕时代,驿站联接了遥远的两地、建立其上的丝绸之路促进了东西方的交融;工业时代,电报和电话打破物理距....
发表于 2021-06-03 10:48 691次阅读
亚太5G行业应用必将跑出加速度,让工业4.0之花...

工业4.0加速实现“数物相合”,可视化工厂节省时...

室内定位指采用无线通讯、基站定位、惯性导航定位等多种技术集成,实现人员、物体等在各种室内场景下的位置....
发表于 2021-06-01 16:12 615次阅读
工业4.0加速实现“数物相合”,可视化工厂节省时...

虹科Gembo物联网平台的功能和优势

随着工业4.0的蓬勃发展,制造业逐渐向数字化转变,但是旧设备通常不具备数字化功能,虹科Gembo物联....
发表于 2021-05-28 11:03 530次阅读
虹科Gembo物联网平台的功能和优势

徐晓兰:工业互联网与重塑世界新格局的五个方面

4月28日,由青岛市人民政府和中国工业互联网研究院(简称“工联院”)主办,中国—上海合作组织地方经贸....
发表于 2021-05-26 13:56 911次阅读
徐晓兰:工业互联网与重塑世界新格局的五个方面

TDK发布SPC接口的新型抗杂散场3D HAL®...

HAL3970的片上信号处理计算出磁场分量的角度,并将该值转换为数字输出值。 该传感器具有强大的DS....
发表于 2021-05-24 10:45 1122次阅读
TDK发布SPC接口的新型抗杂散场3D HAL®...

安费诺面向5G和工业4.0的经典连接器产品

工业4.0解决方案 随着第四代工业革命的到来,为实现自动化和简化复杂的制造过程,新技术不断涌现。工业....
发表于 2021-05-19 16:07 845次阅读
安费诺面向5G和工业4.0的经典连接器产品

解析物联网应用的无线连接选项—商业照明

工业4.0时代已经到来,制造业已发生了第四次革命,并通过数据和机器学习不断增强智能与自主系统。照明系....
发表于 2021-05-18 09:49 522次阅读
解析物联网应用的无线连接选项—商业照明

平面式电感位置传感器是什么原理?

传感器电路部分产生正弦信号给激励线圈,激励线圈平面产生交变磁场,理想状态下希望在激励线圈平面内的交变....
发表于 2021-05-15 15:06 634次阅读
平面式电感位置传感器是什么原理?

Softing Industrial谈工业4.0...

来自Softing Industrial的dataFEED Secure Integration S....
发表于 2021-05-12 14:32 621次阅读
Softing Industrial谈工业4.0...

缺货?不存在!这家光电巨头推出位置传感器长期供货...

艾迈斯半导体长期供货计划基于我们与供应链的牢固战略合作伙伴关系和长远规划,确保在计划执行期间生产设备....
发表于 2021-05-10 13:37 670次阅读
缺货?不存在!这家光电巨头推出位置传感器长期供货...

台达推动海工机械实现工业4.0

近年来面对数字化发展大势,海工机械对加工机械精进、设备智能化有非常高的期望。而台达作为工业自动化和智....
发表于 2021-05-07 15:03 679次阅读
台达推动海工机械实现工业4.0

探究我国工业互联网技术路线与发展趋势研究

自《国务院关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》发布以来,国家高度重视工业互联网创....
发表于 2021-05-06 16:02 1410次阅读
探究我国工业互联网技术路线与发展趋势研究

倍加福推出集成了工业以太网接口和REST API...

倍加福(Pepperl+Fuchs)推出IUT-F190-B40 UHF RFID读码器,以扩展其全....
发表于 2021-04-23 17:06 1985次阅读
倍加福推出集成了工业以太网接口和REST API...

液体变焦镜头在光流控芯片内的集成应用与问题及解决...

相比于传统的机械变焦镜头,液体变焦镜头具有体积小、响应快、成本低和集成度高等特点,被广泛应用于图像采....
发表于 2021-04-22 10:50 779次阅读
液体变焦镜头在光流控芯片内的集成应用与问题及解决...

关于制造业转型的十个方向深度探索

互联网对商业环节的渗透和改造是逆向的,从与消费者最近的广告营销端开始,进入零售、渗透进分销环节,最终....
发表于 2021-04-21 10:18 1183次阅读
关于制造业转型的十个方向深度探索

云广域网络CloudWAN 3.0解决方案助力千...

华为第18届全球分析师大会的“云广域网络,助力千行百业数字化转型”分论坛上,华为数据通信路由器领域总....
发表于 2021-04-20 15:59 1095次阅读
云广域网络CloudWAN 3.0解决方案助力千...

德国企业为什么这么强?因为坚守这9个法则

很多人认为,德国的经济奇迹一直延续到现在,大部分德国企业在经历了各种国内外政局动荡和危机以后,仍在稳....
发表于 2021-04-20 15:51 1074次阅读
德国企业为什么这么强?因为坚守这9个法则

关于费斯托为什么要大力推动工业4.0

据了解,目前要做到管理壳的落地是非常难的,需要把工业生产和最新的技术给结合在一起。但费斯托目前已经有....
发表于 2021-04-20 11:17 856次阅读
关于费斯托为什么要大力推动工业4.0

卖掉智能汽车业务之后江特电机能否逆势起飞?

4月12日晚,*ST江特公布,公司股票自2021年4月13日开市起停牌1天,并于2021年4月14日....
发表于 2021-04-19 11:25 933次阅读
卖掉智能汽车业务之后江特电机能否逆势起飞?

工业4.0为我们带来了哪些“便利”?

工业4.0的特点非常清晰,即通过信息通讯技术和网络空间虚拟系统相结合的信息物理系统(Cyber-Ph....
发表于 2021-04-13 10:50 885次阅读
工业4.0为我们带来了哪些“便利”?

十年里博世工业4.0经历的几个关键阶段

十年历程,40亿欧元销售额,数不清的业务机遇——对于博世来说,工业4.0是一个关于成功的故事。作为互....
发表于 2021-04-13 10:41 1124次阅读
十年里博世工业4.0经历的几个关键阶段

博世工业4.0业绩销售额突破40亿欧元

工业4.0时代已经到来。这一概念作为“德国先导项目”始于2011年汉诺威工业博览会,如今在全球范围内....
发表于 2021-04-13 10:36 713次阅读
博世工业4.0业绩销售额突破40亿欧元

跟随博世,一起参与“工业4.0”之旅

你知道吗? 罗伯特•博世那台拥有134年历史的车床是最早具备互联性的机器? 这台重达300公斤的老式....
发表于 2021-04-13 10:32 673次阅读
跟随博世,一起参与“工业4.0”之旅

浅谈工业之父的畅想与工业4.0的下一个十年

我们的主要思想是,把虚拟空间和现实空间连接在所谓的“网络-实体生产系统”中,以便利用数字化的进步建设....
发表于 2021-04-12 18:33 1196次阅读
浅谈工业之父的畅想与工业4.0的下一个十年

关于未来工厂的运行模式与模样详解

在“未来工厂”中,生产速度按需求调控,生产流程则由产品决定。机器设备和机器人不断重新自主组合,自动化....
发表于 2021-04-08 16:54 1222次阅读
关于未来工厂的运行模式与模样详解

制药4.0搭载智能规格转换

规格转换在制药生产中无处不在,特别是对于产品的包装工艺、标识或检查。每当必须为新产品在机器上更改尺寸....
发表于 2021-04-07 17:51 743次阅读
制药4.0搭载智能规格转换

如何用好电位器?。电位器可以充当可变电阻吗?

电位器可以起到位置的作用,同时可以对进行适当的调整。电位器最适宜被用作分压器。电位器还可以充当可变,然而这时会...
发表于 2021-04-06 08:18 101次阅读
如何用好电位器?。电位器可以充当可变电阻吗?

浅论热源理解以及你不知道的使用的五大误区

笔者最近刚刚参加完工信部组织的《智能制造培训班》,再一次近距离聆听工信部专家组成员和行业内大咖解读十....
发表于 2021-04-01 15:36 900次阅读
浅论热源理解以及你不知道的使用的五大误区

探究工业4.0下的BOM实践!

随着市场竞争的全球化及互联网商业的兴起,导致用户需求的多样化和产品生命周期的短缩化,以致供应链体系日....
发表于 2021-03-31 17:20 901次阅读
探究工业4.0下的BOM实践!

博世汽车电子中国区工厂成功入选世界经济论坛“灯塔...

工厂在生产及物流管理等方面的经验已在集团内部的德国、墨西哥、印度等多家工厂成功复制并应用,帮助各个工....
发表于 2021-03-31 15:18 962次阅读
博世汽车电子中国区工厂成功入选世界经济论坛“灯塔...

ADI技术文章:制造业发展的下一步

就工业4.0的当前侧重点而言,消费者需求仅仅是冰山一角。在波及全球的经济、地缘政治、环境、人口问题和....
发表于 2021-03-31 11:47 472次阅读
ADI技术文章:制造业发展的下一步

工业4.0从运动控制到工业机器人,赋能锂电智造

3月20日,由高工机器人、高工锂电、高工咨询主办,以“锂电池智造跃迁”为主题的2021锂电池智能制造....
发表于 2021-03-28 10:29 1073次阅读
工业4.0从运动控制到工业机器人,赋能锂电智造

探究智能工厂的具体含义、特征及建设内容和目的

“什么是智能工厂?”,在世界范围内,并没有一个明确的统一标准。我认为,智能工厂的内涵是:一家工厂的自....
发表于 2021-03-26 13:52 1879次阅读
探究智能工厂的具体含义、特征及建设内容和目的

康耐视推出Cognex Edge Intelli...

作为全球工业机器视觉领域的领导者之一,康耐视公司(纳斯达克:CGNX)宣布推出Cognex Edge....
发表于 2021-03-23 12:00 1665次阅读
康耐视推出Cognex Edge Intelli...

如何利用单片机技术搭建一套高速的PSD输出数据采集及控制电路?

  PSD作为一种精密的光电位置,具有灵敏度高、响应时间短、位置分辨率高、光谱响应范围大等特点,因此被广泛应用...
发表于 2021-03-09 07:38 202次阅读
如何利用单片机技术搭建一套高速的PSD输出数据采集及控制电路?

曲轴位置传感器有哪些类型

  引擎电控系统是怎么知道该给哪个缸点火?实际上,它是通过曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器输出信号来计算的,曲...
发表于 2021-01-19 17:11 2424次阅读
曲轴位置传感器有哪些类型

汽车节气门位置传感器的作用

  节气门位置传感器又称为节气门开度传感器或节气门开关。其主要功用是检测出发动机是处于怠速工况还是负荷工况,是...
发表于 2020-12-31 17:21 606次阅读
汽车节气门位置传感器的作用

关于位置传感器细节设计的分析教程

顾名思义,位置传感器检测某物的位置,这意味着它们是从某个固定点或某个位置参考的。这些类型的传感器提供“位置”反...
发表于 2020-12-11 09:22 4260次阅读
关于位置传感器细节设计的分析教程