Sensores

La calibración de linealidad simple mejora la precisión de los sensores de posición magnéticos Triaxis

A medida que todos los tipos de vehículos se cambian a la tecnología eléctrica / electrónica para reducir el tamaño, el peso y el coste, así como para mejorar la eficiencia, la detección precisa se vuelve cada vez más importante para las sofisticadas funciones de control que gestionan la seguridad y el funcionamiento de los vehículos modernos.

Mientras el corazón del vehículo se mueve de mecánico e hidráulico a eléctrico y electrónico, también está ocurriendo un cambio significativo dentro de la detección. Los sensores lineales y rotativos más antiguos que dependían de la detección potenciométrica y óptica están siendo reemplazados por sensores magnéticos modernos que no sufren imprecisiones o fallos prematuros debido a la suciedad, el polvo y la grasa presentes en los vehículos.

Una de las tecnologías que está impulsando la detección magnética en el mundo del automóvil son los sensores Triaxis ® de Melexis. Este enfoque moderno de detección se encuentra ahora en su tercera generación y es fundamentalmente insensible a los muchos campos magnéticos dispersos que se encuentran en los vehículos modernos.

Sin embargo, queda un desafío. Cada disposición de detección magnética tiene un elemento de no linealidad causado por factores que incluyen el mecanismo de detección en sí y también la acumulación de tolerancias mecánicas dentro del mecanismo que se está detectando.

Para abordar esto, dispositivos de la serie Melexis MLX9037x de procesadores de posición Triaxis® incluyen compensación de linealidad incorporada, lo que permite mejorar drásticamente el rendimiento del sistema de detección, lo cual es fundamental para cumplir con la precisión necesaria en las exigentes aplicaciones de automoción actuales.

Los últimos dispositivos MLX90371 y MLX90372 ofrecen un rango de dos a 32 puntos de calibración, que pueden seleccionarse para adaptarse a la no linealidad de la aplicación y también a la precisión deseada de la salida. Un número menor de puntos de calibración puede ser adecuado para aplicaciones con una baja no linealidad inicial, mientras que un mayor número de puntos es adecuado para un movimiento lineal de carrera larga o donde hay una no linealidad inicial significativa.

Figura 1: Comparación de diferentes opciones de calibración para movimiento lineal de +/- 8 mm

Como se puede ver en la Figura 1, pasar a un número creciente de puntos de calibración introduce mejoras significativas en la no linealidad. Teniendo en cuenta que el gráfico tiene dos escalas diferentes para 2 y 4 puntos y 16 y 32 puntos, se puede ver que si bien pueden esperarse errores de no linealidad (NLE) de hasta 28 ° con la calibración de 2 puntos, estos se reducen a máximos de 1,25 ° y 0,8 ° para calibración de 16 y 32 puntos, respectivamente.

Para llevar a cabo la calibración, los ingenieros utilizan el programador PTC-04 que está específicamente diseñado para una calibración eficiente y precisa de las familias de circuitos integrados programables Melexis. El programador es muy similar a un programador EEPROM y simplemente requiere un PC disponible con un puerto de comunicaciones RS-232 o USB disponible. El PTC-04 contiene su propia fuente de alimentación programable y tiene la capacidad de medir tanto el voltaje como la corriente a una resolución de 16 bits. También incluye múltiples opciones de configuración que lo hacen adecuado para su uso en la creación de prototipos y en la producción a gran escala y se puede utilizar para programar todos los productos programables Melexis Triaxis, Linear Hall, Latch y Switch.

Para calibrar uno de los sensores MLX90371 / MLX90372, los usuarios simplemente tienen que ensamblar el sistema para calibrarlo y conectar el programador PTC-04 al dispositivo a través de los pines de alimentación, tierra y salida. Al mover el imán a múltiples posiciones (hasta 32) y calibrar la salida del sensor, se puede compensar el NLE inicial y, por lo tanto, reducirlo durante el funcionamiento.

El proceso de calibración también permite adaptar la salida a los requisitos de la aplicación. Como ejemplo, además de la calibración NLE, la salida se puede programar para alcanzar el tramo completo en cualquier ángulo para detección rotativa, o longitud para detección lineal, asegurando así que el sensor ofrece la máxima resolución y precisión en todas las aplicaciones.

Por: Nick Czarnecki, Director de Marketing - Sensores de posición y velocidad, Melexis B. V.

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