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32 - ELETTRONICA OGGI 488 - SETTEMBRE 2020 ANALOG/MIXED SIGNAL INDUCTIVE SENSING Un’analisi di alcuni luoghi comuni sui sensori induttivi di posizione e un confronto con altre tipologie di sensori, come quelli a effetto Hall e i sensori magneto-resistivi Mark Smith, phD Product Line Marketing Manager, Mixed-Signal and Linear Division Microchip Technology Sensori induttivi di posizione: 11 miti da sfatare D a lungo tempo agognata, ora finalmente, viene im- plementata su vasta scala: si tratta dell’intelligen- za artificiale (AI). Dalle fabbriche automatiche, alle auto e camion a gui- da autonoma fino ad arrivare ai robot autisti, in qualsi- asi ambito come l’AI renderà le macchine automatiche più efficienti, redditizie e contribuirà a migliorare la vita di tutti i giorni. Al centro delle capacità di queste macchine e automobili automatiche c’è quella di misu- rare con precisione posizione e movimento. Esistono molti modi per misurare la posizione, ma una delle tecnologie in più rapida crescita prevede l’uso del sensore induttivo di posizione. Precisione, immuni- tà al rumore ed economicità sono solo alcuni dei van- taggi di questa tecnologia. Di seguito, sono stati analizzati alcuni luoghi comuni sui sensori induttivi di posizione, miti che è utile sfata- re anche grazie ad un confronto con altre tipologie di sensori, come quelli a effetto Hall e i sensori magneto- resistivi. Mito #1: i sensori induttivi utilizzano l’induttanza per misurare la posizione Il titolo potrebbe trarre in inganno, ma la verità è che i sensori induttivi non misurano induttanze. Al contrario, utilizzano l’induzione elettromagnetica di un campo magnetico in un target metallico insieme alle proprietà ben note di un trasformatore a nucleo d’aria e della legge di Faraday per localizzare accuratamente il di- sturbo di questo campo magnetico da parte del target. Può sembrare un processo complicato per tutti quelli che hanno dimenticato tutto ciò che è stato insegnato a scuola sulla teoria dei campi elettromagnetici ma, in poche parole, i sensori induttivi misurano il disturbo di un campo magnetico da parte di un target conduttivo. Inoltre, questo campo magnetico non è generato da un magnete permanente, necessario invece per i sensori ad effetto Hall e sensori magneto-resistivi, ma è invece è generato dall’avvolgimento primario di un trasfor- matore. Due bobine secondarie vengono utilizzate per rilevare questo campo magnetico e, proprio come nel caso di un trasformatore, si utilizza la legge di Faraday per convertire questo campo in tensione. Un target me- tallico posizionato in questo campo magnetico indurrà correnti parassite che si oppongono al campo magne- tico e fanno scendere a zero l’intensità del campo sul target. Essendo ubicate in posizioni fisiche diverse, le due bobine di ricezione rileveranno una tensione di- versa. La posizione del target può quindi essere calco- lata semplicemente calcolando il rapporto tra queste due tensioni della bobina di ricezione. Nella figura 1 viene riportato un esempio di posizionamento di un sensore induttivo. Fig. 1 – Esempio di posizionamento di sensore induttivo