Slide 1: 光学式エンコーダを磁気角度センサに置き換える
光学式エンコーダを 磁気角度センサに置き換える MPSジャパン合同会社 シニアFAE 竹村 興 2023年11月 rev 20180504
Slide 2: トピックス
トピックス 光学式エンコーダについて 磁気角度センサについて 光学式エンコーダと磁気角度センサの比較 磁気角度センサへ置き換え マグネットの選択、センサの配置 サイドシャフトの考慮するべき点 まとめ Q&A
Slide 3: 光学式エンコーダ 構造
光学式エンコーダ 構造 128パルス＠360°→ 128 [PPR] (256 [CPR]) 分解能: 360°/ 256 = 1.4°(Log2256 = 8 bit)
Slide 4: 光学式エンコーダ 出力信号
光学式エンコーダ 出力信号 A A B Z Z 1相出力 2相出力 原点信号付 原点信号付 8トラック (8ビット) 発光 / 受光素子が8ペア 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A BCDE F --- 絶対角度
Slide 5: 光学式エンコーダ 取り扱い例
光学式エンコーダ 取り扱い例 DigiKey価格: $979 DigiKey価格: $56 DigiKey価格: $21 DigiKey価格: $114
Slide 6: 磁気角度センサ ブロック図
磁気角度センサ ブロック図 Setting registers and memory Input and output Magnetic field to electrical signals Digital filter and conditioning Top View
Slide 7: Y Top View X
o SF Re Y Hy Ti SFA ez mrS Top View plimdiild SAR VAL
Slide 8: 磁気角度センサとの比較
磁気角度センサとの比較 光学式エンコーダ 磁気角度センサ 価格 サイズ 分解能 3 x 3mm2 QFN 2 x 2mm2 QFN 誤差 フレキシビリティ
Slide 9: 磁気角度センサの角度誤差
磁気角度センサの角度誤差 MA600 Error Curves at 45 mT B = 45 m, VDD = 3.3V 2.5 2 MA732 ERROR (deg) 1.5 Error Curves at 45 mT 1 B = 45 m, VDD = 3.3V 0.5 2.5 0 ±0.5 deg 2 -0.5 ERROR (deg) 1.5 -1 1 -1.5 0.5 -2 0 -2.5 -0.5 0 90 180 270 360 -1 -1.5 ANGLE (deg) -2 -2.5 0 90 180 270 360 ANGLE (deg) ±0.1 deg キャリブレーション機能
Slide 10: 磁気角度センサとの比較
磁気角度センサとの比較 光学式エンコーダ 磁気角度センサ 価格 サイズ 分解能 誤差 フレキシビリティ
Slide 11: 磁気角度センサへ置き換え
磁気角度センサへ置き換え
Slide 12: マグネットの選択 極対
マグネットの選択 極対 Z Z 機械角 = 磁気角 機械角 = 極対 x 磁気角
Slide 13: マグネットの選択 磁界強度
マグネットの選択 磁界強度 残留磁束密度 Br (mT) ネオジム Effective Resolution [bit] 焼結 1200～1400 ボンド 470～620 サマコバ 焼結 820～1050 ボンド 400～700 フェライト セラミック 200～450 モールド 140～290 Magnetic Field [mT]
Slide 14: マグネットとセンサの距離
マグネットとセンサの距離 Effective Resolution [bit] z r Magnetic Field [mT]
Slide 15: 磁界の検出方向とセンサの位置
磁界の検出方向とセンサの位置 軸 BZ Y 接線 BT X Top View 放射 BR
Slide 16: センサの配置
センサの配置 ✓ 軸上 / エンドシャフト ✓ 軸外 / サイドシャフト ✓ 軸外 / サイドシャフト (垂直) エンドシャフト サイドシャフト サイドシャフト (垂直) Bｚ Bt Bｚ Bt Br Br Horizontally Orthogonal
Slide 17: GRY FORRAR
GRY 7 FORRAR mrS
Slide 18: サイドシャフトの角度補正
サイドシャフトの角度補正 By By Bx By By Magnetic field Magnetic field Bx Angle Angle 0 180 360 Angle Bx 0 180 360 Angle Bx By Magnetic field Bx By Angle 0 180 360 Angle Bx
Slide 19: まとめ
まとめ 光学式エンコーダ 磁気角度センサ 置き換えのポイント マグネットの選択 センサの配置 導入のメリット コスト削減 サイズ低減 設計の柔軟性
Slide 20: MPS オンラインシミュレーション
MPS オンラインシミュレーション すべての磁石およびセンサ・トポロジーをシミュレーション 特定の磁石の材質および寸法に最適な機械的位置を確認 角度エラーでの許容範囲分析も可能 http://sensors.monolithicpower.com/
Slide 21: Thank You
Thank You rev 20180504