EO_488

34 - ELETTRONICA OGGI 488 - SETTEMBRE 2020 ANALOG/MIXED SIGNAL INDUCTIVE SENSING Mito #5: il rilevamento induttivo della posizione è una nuova tecnologia I sensori induttivi di posizione utilizzano una sche- da PCB come sensore ed un pezzo di metallo come target. Sebbene questo possa essere un nuovo modo di implementare il rilevamento, la tecnologia è ben consolidata. Il trasformatore LVDT (Linear Volta- ge Differential Transformer) è una tecnologia mol- to affine al rilevamento induttivo della posizione. L’LVDT utilizzerà una bobina primaria e due bobine se- condarie per rilevare la posizione di un albero metalli- co in applicazioni robotiche. I sensori induttivi di posizione utilizzano gran parte delle stesse tecniche per ridurre gli avvolgimenti ad solo un PCB. Anche i resolver magnetici, la versione per la misura di spostamenti angolari del trasforma- tore LVDT, usano tecniche simili. Ancora una volta, in- vece di una struttura metallica dall’aspetto di un tra- sformatore, i sensori induttivi di posizione svolgono la stessa funzione ma questa può essere ottenuta utiliz- zando le sole tracce su un PCB. Per rilevare la posizio- ne, i sensori induttivi, il trasformatore LVDT e i resolver (Fig. 4) sfruttando il rapporto tra due tensioni indotto dal disturbo del campo magnetico da parte di un ele- mento conduttivo. Mito #6: La ridondanza nel caso dei sensori induttivi richiede il doppio dello spazio Le applicazioni critiche nel settore automobilistico e industriale spesso richiedono la ridondanza per ga- rantire il massimo livello di sicurezza. Ottimizzando gli strati di un PCB e adottando alcune tecniche “in- telligenti” per l’avvolgimento del primario, un doppio sensore non richiede il raddoppio dello spazio sulla scheda PCB. Al contrario, entrambi i sensori possono occupare lo stesso spazio sulla scheda (Fig. 5) e, in questo caso, condividono lo stesso campo magnetico, debolmente accoppiato da un campo magnetico, fornendo ugual- mente isolamento galvanico. I secondari possono essere collegati ai due circuiti integrati riportati in figura 5 che quindi genereranno una posizione indipendente e ridondante, migliorando la sicurezza dell’applicazione. Mito #7: i sensori induttivi di posizione possono ge- stire solo misure lineari di rotta entità I sensori induttivi di posizione possono misurare po- sizioni lineari di lunghezze molto differenti tra di loro. La massima precisione si ottiene quanto la lunghezza del sensore è prossima all’intervallo di misura ap- prossimativo desiderato in modo che la risoluzione di uscita possa essere dimensionata sulla distanza più breve. Questa lunghezza del sensore può variare da 5 mm a 600 mm e anche oltre per applicazioni pratiche. Even- tuali limiti di lunghezza sono correlati alla capacità dell’oscillatore di generare il segnale risonante LC corretto. In tutti i casi, il principio di funzionamento è lo stesso: viene generato un campo magnetico e vie- ne rilevato il disturbo. Le misure lineari sono un chiaro vantaggio di que- sta tecnologia e la sensibilità richiesta può essere ottenuta sfruttando un unico principio di misura in Fig. 3 – Motore elettrico ed elevata corrente che genera elevati campi magnetici dispersi Fig. 4 – Trasformatore LVDT, resolver e sensori Fig. 5 – Sensori di ridondanza