Magnetischer rotations sensor

Arten von magnetischen Drehungssensoren

Ein magnetischer Drehungssensor wird verwendet, um den Drehwinkel einer Welle zu messen und den Drehwinkel als elektrisches Signal darzustellen. Dieser Sensor nutzt ein Magnetfeld, um Drehbewegungen zu erkennen, und wird häufig in Automobilkomponenten wie elektrischer Servolenkung, Drosselsteuerung und Getriebesteuerung eingesetzt.

Es gibt verschiedene Arten von magnetischen Drehungssensoren, darunter:

• Hall-Effekt-Sensoren

  Dieser Sensor nutzt den Hall-Effekt, der die Erzeugung eines Spannungsunterschieds über einen Leiter beschreibt, um Drehungen zu erkennen. Wenn ein Magnetfeld senkrecht zum elektrischen Strom angelegt wird, der durch den Leiter fließt, entsteht ein Spannungsunterschied. Dieser Spannungsunterschied wird als Hall-Spannung bezeichnet und ist proportional zur Stärke des Magnetfeldes und der Größe des elektrischen Stroms. Der Hall-Effekt wird in verschiedenen Anwendungen verwendet, wie z. B. bei Magnetfeldsensoren, Stromsensoren und Positionssensoren. Hall-Effekt-Sensoren sind beliebt, weil sie zuverlässig, schnell und genau sind.

• Giant Magnetoresistance Sensoren

  Giant Magnetoresistance Sensoren sind eine Art von Magnetsensor, die Änderungen des elektrischen Widerstands in Materialien mit mehrschichtigen Dünnfilmen erkennen. Diese Materialien bestehen normalerweise aus ferromagnetischen und nicht-magnetischen Metallschichten. Wenn ein Magnetfeld angelegt wird, ändert sich die relative Ausrichtung der magnetischen Schichten, was zu einer Widerstandsänderung führt. Diese Widerstandsänderung kann verwendet werden, um Magnetfelder zu erkennen, und wird häufig in Festplattenleseköpfen und Magnetfeldsensoren eingesetzt.

• Tunnelmagnetoresistenzsensoren

  Tunnelmagnetoresistenzsensoren sind magnetische Sensoren, die Änderungen des elektrischen Widerstands in magnetischen Materialien erkennen, die durch eine dünne isolierende Schicht voneinander getrennt sind. Diese Materialien bestehen normalerweise aus zwei ferromagnetischen Elektroden und einer nicht-magnetischen Metall- oder Halbleiterelektrode. Wenn eine Spannung angelegt wird, tunneln Elektronen durch die isolierende Barriere von einer Elektrode zur anderen. Die Menge des Tunneling-Stroms hängt von der relativen Ausrichtung der Magnetisierungen der magnetischen Materialien ab. Diese Änderung des Tunneling-Stroms kann verwendet werden, um Magnetfelder zu erkennen und wird in magnetischen Speichern und Logikbauelementen eingesetzt.

• Fluxgate-Magnetometer

  Fluxgate-Magnetometer sind magnitische Sensoren, die kleine Magnetfelder messen. Sie bestehen aus einem ferromagnetischen Kern, der von zwei Spulen umwickelt ist. Eine Spule treibt einen Wechselstrom, während die andere den induzierten Strom entdeckt. Das Magnetfeld wird durch die Änderung der Magnetisierung des Kerns gemessen, die vom externen Magnetfeld beeinflusst wird. Fluxgate-Magnetometer werden in verschiedenen Anwendungen eingesetzt, wie z. B. in Raumfahrtmissionen, geologischen Erhebungen und biomedizinischer Forschung.

Speziifikation und Wartung von magnetischen Drehungssensoren

• Arbeitspunkt

  Der Arbeitspunkt eines magnetischen Drehungssensors ist der Punkt, an dem das Magnetfeld mit dem Sensorelement interagiert, um Drehungen zu erkennen. Dieser Punkt kann sich aufgrund von Temperaturschwankungen oder anderen Umweltfaktoren ändern, daher muss er überwacht und bei Bedarf angepasst werden.

• Empfindlichkeit

  Die Empfindlichkeit beschreibt, wie stark sich die Ausgabe des Sensors ändert, wenn sich das Magnetfeld ändert. Dies bestimmt, wie präzise der Sensor Drehungen erkennen kann. Hohe Empfindlichkeit bedeutet, dass der Sensor kleine Änderungen in der Drehung erkennen kann, während niedrige Empfindlichkeit bedeutet, dass er nur größere Änderungen erkennen kann.

• Hysterese

  Hysterese ist die Verzögerung in der Ausgabe eines magnetischen Drehungssensors, wenn sich das Magnetfeld ändert. Dies kann dazu führen, dass die Ausgabe des Sensors hinter der tatsächlichen Drehung zurückbleibt. Die Hysterese sollte so niedrig wie möglich sein, um sicherzustellen, dass der Sensor die Drehung in Echtzeit genau darstellt.

• Steigrate

  Die Steigrate eines magnetischen Drehungssensors ist, wie schnell sich die Ausgabe im Verhältnis zur Änderung des Magnetfelds verändert. Dies zeigt, wie schnell der Sensor auf Änderungen in der Drehung reagieren kann. Eine hohe Steigrate bedeutet, dass der Sensor schnell auf rasche Änderungen in der Drehung reagieren kann, während eine niedrige Steigrate bedeutet, dass es eine Verzögerung in der Ausgabe gibt, wenn sich die Drehung ändert.

• Linearität

  Die Linearität beschreibt, inwieweit die Ausgabe eines magnetischen Drehungssensors proportional zu den Änderungen des Magnetfelds ist. Idealerweise sollte sich die Ausgabe des Sensors mit konstantem Tempo in Abhängigkeit von den Änderungen des Magnetfelds ändern. Wenn die Beziehung nicht linear ist, kann es notwendig sein, den Sensor zu kalibrieren oder mathematische Korrekturen auf die Messwerte anzuwenden, um genaue Drehungsmessungen zu erhalten.

• Versorgungs Spannung

  Die Versorgungs Spannung ist die elektrische Leistung, die für den Betrieb des magnetischen Drehungssensors erforderlich ist. Die Spannung muss innerhalb des festgelegten Bereichs liegen, um eine ordnungsgemäße Funktion und genaues Erkennen von Drehungen sicherzustellen. Wenn die Versorgungs Spannung zu niedrig oder zu hoch ist, kann dies die Leistung und Zuverlässigkeit des Sensors beeinträchtigen.

Magnetische Drehungssensoren erfordern nur geringe Wartung. Es ist jedoch wichtig, sie in gutem Zustand zu halten, um eine genaue und zuverlässige Leistung zu gewährleisten. Hier sind einige wesentliche Aspekte der Wartung von magnetischen Drehungssensoren:

• 1. Sauberkeit: Die Sensoren sauber zu halten, ist entscheidend. Staub, Schmutz oder andere Verunreinigungen können das Magnetfeld stören und die Ausgabe des Sensors beeinträchtigen. Reinigen Sie die Sensoren regelmäßig mit einem weichen, trockenen Tuch oder einer milden Reinigungslösung.
• 2. Korrekte Installation: Stellen Sie sicher, dass die Sensoren gemäß den Anweisungen des Herstellers richtig installiert sind. Eine falsche installation kann die Leistung und Genauigkeit des Sensors bei der Erkennung von Drehungen beeinträchtigen.
• 3. Überprüfen Sie die Verbindungen: Überprüfen Sie regelmäßig die elektrischen Verbindungen der Sensoren, um sicherzustellen, dass sie sicher und frei von Korrosion oder Beschädigungen sind. Lockere oder beschädigte Verbindungen können die Zuverlässigkeit und Genauigkeit der Sensorenausgabe beeinträchtigen.
• 4. Kalibrierung: Einige magnetische Drehungssensoren benötigen möglicherweise eine regelmäßige Kalibrierung, um ihre Genauigkeit aufrechtzuerhalten. Befolgen Sie die Empfehlungen des Herstellers bezüglich des Kalibrierungsplans und der Verfahren, wenn dies erforderlich ist.
• 5. Umweltbedingungen: Berücksichtigen Sie die Umweltbedingungen, in denen sich die Sensoren befinden. Extreme Temperaturen, Feuchtigkeit oder die Exposition gegenüber aggressiven Chemikalien können die Leistung und Lebensdauer der Sensoren beeinträchtigen. Treffen Sie bei Bedarf Schutzmaßnahmen, um den ordnungsgemäßen Betrieb unter ungünstigen Bedingungen sicherzustellen.
• 6. Austausch abgenutzter Elemente: Magnetische Drehungssensoren haben eine begrenzte Lebensdauer. Im Laufe der Zeit kann ihre Leistung abnehmen. Wenn Sie einen signifikanten Rückgang der Genauigkeit oder Zuverlässigkeit der Sensoren bemerken, sollten Sie in Betracht ziehen, sie durch neue zu ersetzen.

Durch die Befolgung dieser Wartungstipps kann die Leistung und Zuverlässigkeit der magnetischen Drehungssensoren sichergestellt werden, um die genaue und zeitgerechte Erkennung von Drehungen in verschiedenen Anwendungen zu gewährleisten.

Wie wählt man einen magnetischen Drehungssensor aus

Die Auswahl des richtigen magnetischen Drehungssensors für eine bestimmte Anwendung erfordert eine sorgfältige Berücksichtigung mehrerer Faktoren. Hier sind einige Tipps, um den passendsten Sensor auszuwählen:

• Verstehen Sie die Anforderungen der Anwendung

  Es ist wichtig, vor der Auswahl eines Sensors zu verstehen, was benötigt wird. Überlegen Sie, was gemessen werden soll (die Drehung von was), den Drehungsbereich (wie viel es sich dreht), die Drehgeschwindigkeit (wie schnell es sich dreht) und die erforderliche Genauigkeit. Diese Details zu kennen, hilft, einen Sensor auszuwählen, der für den Job geeignet ist.

• Berücksichtigen Sie die Umweltbedingungen

  Denken Sie darüber nach, wo der Sensor verwendet wird. Ist es an einem sauberen Ort oder an einem Ort mit Staub, Wasser oder extremen Temperaturen? Einige Sensoren sind besser für raue Bedingungen geeignet als andere. Wählen Sie einen Sensor, der mit der Umgebung umgehen kann, in der er sich befinden wird.

• Bewerten Sie mechanische Überlegungen

  Überlegen Sie, wie der Sensor montiert und mit dem, was gemessen wird, verbunden wird. Achten Sie auf die Größe, Form und Montageoptionen des Sensors. Stellen Sie sicher, dass er in den verfügbaren Raum passt und sicher installiert werden kann. Berücksichtigen Sie auch, wie er elektrisch und mechanisch angeschlossen wird.

• Bewerten Sie die Leistungsmerkmale

  Überprüfen Sie die Spezifikationen verschiedener Sensoren. Berücksichtigen Sie die Empfindlichkeit (wie kleine Bewegungen erkannt werden können), Auflösung (welche Details gemessen werden können), Bereich (welche Grenzen gemessen werden können) und Geschwindigkeit (wie schnell die Drehung gemessen werden kann). Wählen Sie einen Sensor mit einer Leistung, die den Bedürfnissen entspricht. Berücksichtigen Sie auch Faktoren wie Linearität (wie konsistent er misst), Stabilität (wie gut er seine Leistung über die Zeit hält) und Drift (langsame Änderungen in der Messung).

• Kompatibilität mit bestehenden Systemen

  Stellen Sie sicher, dass der Sensor mit den anderen verwendeten Geräten funktioniert. Überprüfen Sie, ob die von ihm erzeugten Ausgangssignale von den Geräten, die angeschlossen werden, gelesen werden können. Überprüfen Sie auch, ob der Sensor mit der bereits verwendeten Software oder den Schnittstellen kompatibel ist.

• Berücksichtigen Sie Kosten und Verfügbarkeit

  Überprüfen Sie den Preis verschiedener Sensoren und welche leicht zu kaufen sind. Wählen Sie einen, der ins Budget passt, aber auch in der benötigten Menge und innerhalb des Zeitrahmens erhältlich ist. Manchmal kann es sinnvoll sein, etwas mehr auszugeben, wenn die Leistung oder die Funktionen viel besser sind.

• Bewerten Sie die Zuverlässigkeit und Haltbarkeit

  Wählen Sie einen Sensor, der robust gebaut ist und auf Langlebigkeit getestet wurde. Achten Sie darauf, dass er für die Bedingungen, in denen er eingesetzt wird, geeignet ist. Überprüfen Sie auch, ob der Hersteller eine gute Garantie und Unterstützung bietet, falls es Probleme gibt.

• Expertenrat einholen

  Wenn Sie unsicher sind, welchen Sensor Sie wählen sollen, fragen Sie einen Experten. Viele Hersteller haben Ingenieure, die bei der Auswahl des richtigen Sensors für die Anwendung helfen können. Sie können basierend auf den spezifischen Anforderungen und passenden Sensoren Ratschläge geben.

Wie man einen magnetischen Drehungssensor selbst installiert und ersetzt

Obwohl die meisten magnetischen Drehungssensoren einfach zu installieren sind, erfordert ihre Installation ein gewisses Fachwissen. Hier ist eine Schritt-für-Schritt-Anleitung, wie man einen magnetischen Drehungssensor selbst installieren und ersetzen kann.

• 1. Wählen Sie den richtigen Sensor: Stellen Sie zunächst sicher, dass der richtige magnetische Drehungssensor ausgewählt wird. Achten Sie darauf, dass er mit dem verwendeten Gerät oder System kompatibel ist.
• 2. Gerät abschalten: Um Unfälle und Schäden zu vermeiden, schalten Sie das Gerät oder System aus, bei dem der Sensor ersetzt oder installiert werden soll.
• 3. Trennen: Trennen Sie vorsichtig den Sensor vom Gerät oder System, mit dem er derzeit verbunden ist. Notieren Sie die Verbindungen, da dies während der Installation des neuen Sensors hilfreich sein wird.
• 4. Alten Sensor entfernen: Schrauben Sie den alten Sensor ab und entfernen Sie ihn. Dies kann einen Schraubendreher oder andere einfache Werkzeuge erfordern.
• 5. Neuen Sensor installieren: Montieren Sie den neuen magnetischen Drehungssensor mit den Schrauben oder Bolzen. Stellen Sie sicher, dass er sicher befestigt ist, um zukünftige Schäden zu vermeiden.
• 6. Anschließen: Schließen Sie den neuen Sensor an das Gerät oder System an, unter Verwendung der zuvor notierten Verbindungen. Stellen Sie sicher, dass die Verbindungen sicher und korrekt sind, um Fehlfunktionen zu vermeiden.
• 7. Gerät wieder einschalten: Schalten Sie das Gerät oder System wieder ein und testen Sie den neuen Sensor, um sicherzustellen, dass er korrekt funktioniert.

Q&A

Q1: Was ist der Unterschied zwischen einem magnetischen Drehungssensor und einem Standard-Drehungssensor?

A1: Ein magnetischer Drehungssensor nutzt Magnetfelder, um Drehungen zu erkennen, während Standard-Drehungssensoren möglicherweise andere Prinzipien wie kapazitive oder resistive Methoden verwenden. Magnetische Sensoren sind oft robuster in rauen Umgebungen.

Q2: Kann ein magnetischer Drehungssensor für nicht-drehende Erkennungsaufgaben verwendet werden?

A2: Obwohl sie für die Drehungserkennung konzipiert sind, könnten diese Sensoren für die Positionsmessung in linearen Anwendungen konfiguriert werden, dies wäre jedoch eine unkonventionelle Verwendung, die zusätzliche Schaltungsüberlegungen erfordern würde.

Q3: Was sind die Hauptbestandteile eines magnetischen Drehungssensors?

A3: Die Hauptbestandteile umfassen einen Magneten (oft integriert mit der rotierenden Welle), Magnetfeldsensoren (wie Hall-Effekt- oder GMR-Sensoren) und Signalverarbeitungselektronik zur Interpretation der Sensordaten.

Q4: Was ist der zukünftige Trend von magnetischen Drehungssensoren?

A4: Zukünftige Trends umfassen kleinere Größen, geringeren Stromverbrauch und höhere Integrationsniveaus (wie die Kombination von Sensorik und Verarbeitung auf einem Chip). Es gibt auch einen Trend zu intelligenteren Sensoren, die sich selbst kalibrieren und an sich ändernde Bedingungen anpassen können.

Q5: Wo werden magnetische Drehungssensoren eingesetzt?

A5: Magnetische Drehungssensoren werden in verschiedenen Anwendungen eingesetzt, wie z. B. in der Automobiltechnik (für Radgeschwindigkeits- und Positionssensoren), in der Industrie (für Motorsteuerung und Robotik), in der Unterhaltungselektronik (in Smartphones und Kameras für Bildstabilisierung) und in der Luft- und Raumfahrt (für Navigations- und Steuerungssysteme).