Elettronica_Oggi

COMPONENTS

SENSORI

- ELETTRONICA OGGI 444 - APRILE 2015

bile ottimizzare le prestazioni di un dato

sistema salvando i relativi parametri di

calibrazione nella memoria EEPROM in-

tegrata. Per la programmazione dei sen-

sori della famiglia HAL 37xy non sono

necessari pin aggiuntivi, in quanto la

comunicazione con il sensore avviene

tramite modulazione della tensione

sul

pin di uscita.

Soluzioni di misura con

il principio 3D HAL

Misura di posizioni angolari

I sensori della famiglia HAL 37xy sono

idonei per la misura di posizioni angola-

ri entro un intero angolo giro. Il sensore

può operare sia all’estremità sia sul lato

dell’asse di rotazione (Fig. 2). Una rotazio-

ne di 360 gradi corrisponde a un segnale

seno e coseno per le componenti “Bx e By”

o “Bx e Bz” (Fig. 3). Utilizzando il processo-

re di segnale digitale (DSP) integrato nel

sensore, l’angolo può essere determinato

mediante il calcolo dell’arcotangente del

rapporto delle due componenti. L’uscita

del sensore è direttamente proporzionale

all’angolo misurato.

Il principio 3D HAL offre i seguenti vantaggi:

• misura effettiva di un angolo di 360° con

un singolo circuito integrato ;

• precisione superiore a ±1,5° su tutta la gamma di tem-

perature;

• possibilità di realizzare soluzioni multigiro;

• assenza di campi magnetici di disturbo causati da con-

centratori di flusso;

• eccellente comportamento lineare sull’intera gamma di

campo magnetico;

• immunità alle variazioni di tra-

ferro.

I sensori operano in modo affi-

dabile e preciso nell’intervallo

di temperatura di giunzione (TJ)

da -40 °C a 170 °C, facilitando

la calibrazione del sistema

rendendola

addirittura

ridondante. Esempi di configu-

razione del magnete per la mi-

sura di posizioni angolari sono

riportati in tabella 1.

Misura di posizioni lineari

Il principio della determinazione della

posizione lineare mediante i sensori

Micronas 3D HAL si basa su una misu-

ra bidimensionale del campo magneti-

co tramite un elemento convenzionale

Hall e il corrispondente elemento Hall

verticale (Fig. 4).

e si misura un campo magnetico diso-

mogeneo, lo sfasamento dei segnali

emessi dagli elementi Hall non è esat-

tamente di novanta gradi e la deforma-

zione dei segnali seno e coseno genera

una caratteristica di uscita non propri-

amente lineare.

Tuttavia i sensori sono calibrabili su 33

punti e un algoritmo di linearizzazione

consente di compensare la non linea-

rità del campo in ingresso, permetten-

do di ottenere un’elevata precisione

dell’ordine di 1.5% su distanze fino a

40 mm (Fig. 5).

Esempi di configurazione del magnete

per la misura di posizioni lineari sono

riportati in tabella 2.

Rispetto ai sensori a effetto Hall con-

venzionali la nuova generazione 3D

HAL Micronas offre i seguenti vantaggi:

• elevato grado d’immunità alle variazioni di temperatura

e altri fattori ambientali;

• ridotta sensibilità alle variazioni di traferro;

• riduzione delle dimensioni dei magneti fino a un 40%, a

parità di prestazioni;

• migliori prestazioni, a parità di dimensioni del magnete;

• misure di posizione su distanze più elevate.

Tabella 1–Esempi di configurazionedelmagneteper lamisuradi posizioni angolari

Configurazione

Materiale

Dimensioni

Air gap Range di misura

SmCo/NeFeB/Alnico D 10 mm/T 2.5 mm 4 mm

360°

SmCo/NeFeB/Alnico

D 15 mm/T 6 mm 2.5 mm

360°

Fig. 2 – Posizionamento del sensore Hall

3D all’estremità o accanto a un asse di

rotazione per misure di angoli di rotazione

fino a 360°