Kā izvēlēties pielāgotu magnētu sensoru

Mercedes Diagnose & Replace Mass Air Flow Sensor (Jūlijs 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Kā izvēlēties pielāgotu magnētu sensoru


Nepieciešama palīdzība, izvēloties pareizos sensorus "Ko šim sensoram jādara?", Ir svarīgi noteikt vidi, kurā sensors tiks pieprasīts darboties. Cita starpā ir jānosaka temperatūras, mitruma, UV iedarbības mainīgie lielumi un tuvums citām sistēmas sastāvdaļām, lai varētu nodrošināt atbilstošu sensoru izvēli.

Tomēr, ja sensora izvēle ir vairāk par oriģināliekārtu ražotāja domām par projektēšanas procesu, ir iespējams, ka specializēts sensors būs vai nu jāizstrādā, vai jāmaina, lai izpildītu īpašās prasības izpildmehānika sistēmas projektēšanā, kas var būt dārga. Lielākā daļa inženieru saskārās ar grūtībām apdares dizainu tikai, lai noskaidrotu, ka galvenais dizaina elements tika ignorēts, un pēc tam jāatgriežas pie rasēšanas paneļa vai CAD stacijas, lai noskaidrotu, kā tas viss ir piemērots. Daudz saprātīgāk un lētāk ir ņemt vērā visus potenciālos faktorus, kas ietekmē sensora darbību pirms izpildmehānikas sistēmas projektēšanas, vienlaikus koncentrējot uzmanību uz visu sistēmas dizainu. Gadījumos, kad nav iespējams izvairīties no pielāgotā sensora izmantošanas, ir jāņem vērā noteikti konstrukcijas parametri, lai nodrošinātu stingru sistēmas konstrukciju: vides, mehāniskās, elektriskās un magnētiskās.

1. attēls: Hall efekta sensora sastāvdaļas ātruma noteikšanas lietojumam. Tā kā magnēts rotē sensoru, Hall chip uztver magnētisko lauku.

2. attēls: Gredzenveida slēdža sensors sastāv no kontaktiem uz metāla niedrēm, kas ir aizzīmogotas stikla kapsulā. Kad tas atrodas tuvu magnētiskajam laukam, kontakti tiek atvērti vai aizvērti.

Vides apsvērumi: zināt jūsu apkārtni

Ir vairāki vides faktori, kas varētu ietekmēt magnētiskā sensora darbību. Izpratne par ietekmi, ko jebkuram no šiem faktoriem var ietekmēt sensors, ir izšķiroša izvēles procesā un palīdzēs inženieram veikt piesardzības pasākumus, lai nodrošinātu ķēžu konstrukcijas integritāti.

Temperatūra: ekspluatācijas un uzglabāšanas temperatūras, kas pārsniedz 100 ° C, var mazināt sensoru un magnētu. Holas efekta sensoriem maksimālie temperatūras ierobežojumi ir robežās no 85 ° C līdz 150 ° C. Kad maksimālā temperatūras vērtība tiek pārsniegta, sensors zaudē kalibrēšanu un nedarbojas atbilstoši magnētiskajam laukam. Rievas slēdža darbību minimāli ietekmē temperatūra līdz 150 ° C. Pēdējā sadaļa par magnētiskajiem parametriem sniedz sīkāku informāciju par to, kā temperatūra ietekmē izpildmehānisma magnētiskā materiāla izvēli.

Mitrums: tas lielā mērā ietekmē magnētiskā materiāla izvēli un potenciālo pārklājumu, ja nepieciešams, magnētam. Daži magnēta materiāli, piemēram, neodīms, ir ļoti jutīgi pret mitrumu un var sadalīties, jo dzelzs degradē ar mitrumu.

Trauksme un vibrācija: šie dinamiskie spēki ir jāņem vērā. Virsu slēdžus var negatīvi ietekmēt augstie G spēki un tie var prasīt asmeņu īpašu orientāciju.

UV: ārējai montāžai sensora izturīgajam plastmasas materiālam jāspēj izturēt ilgstošu UV iedarbību. Inženierim ir jāpārbauda, ​​vai ir nepieciešami īpašie validācijas veikšanas kritēriji.

Termiskais šoks: ieteicams izmantot termiskās šoka testu, lai apstiprinātu sensora dizainu un nodrošinātu tā ilglaicīgu darbību. Šo testu parasti veic, ja ir plašs temperatūras diapazons, piemēram, no -40 ° C līdz + 105 ° C. Augstā temperatūra pat var sasniegt + 150 ° C. Ja iepakojums ir nepareizi, materiāli var pasliktināties ar lielu stresu. Plastmasas un podošanas materiālu termiskās izplešanās koeficienti jāanalizē, lai nodrošinātu to savietojamību ar sensora pārslēgšanas komponentu visā temperatūras diapazonā.

Mehāniskās bažas: sensora telpisko prasību izpratne

Projektēšanas inženierim ir jāpārskata 3D CAD modelis, kurā parādīts apgabals, kurā sensora un magnētiskā izpildmehānika atradīsies OEM sistēmā, lai varētu precīzi saprast, kā sensoram jādarbojas konkrētajā telpā. Šis process palīdzēs inženierim izvēlēties optimālo sensora un magnētiskā piedziņas sistēmu. Lai izprastu pieteikuma mehāniskos ierobežojumus, projektēšanas inženieri uzdod sev šos jautājumus:

  • Vai ir īpaša sensora ierīces orientācija, kas var ietekmēt iepakojuma konstrukciju un montāžas metodi?
  • Vai ir pieejams gan sensors, gan izpildmehānisms? Vai ir saistīti ar ierobežojumiem?
  • Vai nepieciešamais aktivēšanas un izslēgšanas attālums starp sensoru un izpildmehānismu ļauj pareizi novietot magnētu sensoram?
  • Vai klientam ir nepieciešams īpašs savienotājs (ti, noslēgts tips vai savienojums), kas ir saderīgs ar pārošanās siksnu vai shēmu plates? (Vadu izolācijas tips ir svarīgs, ja ņem vērā temperatūru vai ķīmiskās vides apstākļus, kādus var ietekmēt sensors. Uz montāžas shēmas montāžas gadījumā var ņemt vērā virsmas montāžas ierīci.)
  • Vai ir jāievēro īpašie materiāli, kas atbilst mehāniskajām prasībām? Metālu termoplasti un krāsainie materiāli ir kopīgi materiāli magnētisko sensoru novietošanai, piemēram, niedru vai holas efekta sensori.
  • Turklāt niedru un siltuma efekta slēdžu aizsardzībai ir nepieciešami podošanas materiāli. Pudeļu materiāliem ir pieejamas dažādas pakāpes epoxies vai uretāniem. Epoxies parasti ir ieteicamā izvēle sensoru aizsardzībai, jo to stabilitāte ir plaša temperatūru diapazonā.

Elektriskie faktori: apsveriet slodzi, komutācijas ciklus un izeju

  • Lai pilnībā izprastu iesaistītos elektriskos faktorus, projektēšanas inženieriem vajadzētu uzdot sev jautājumu:
    • Kāda ir elektriskā slodze, kas tiek ieslēgta?
    • Kāds ir pārejas spriegums un strāva?
    • Vai tas ir AC vai DC? Vai tas ir loģikas līmeņa slodze?
    • Vai ķēde ir aprīkota ar akumulatoru? Ja tā, kāda ir akumulatora sprieguma vērtība?
    • Vai maiņstrāvas slodze ir pretestība, induktīva vai capacitive?
  • Cik daudz pārejas ciklu visā produkta dzīves laikā ir vajadzīgs?
  • Vai pastāv kādas īpašas pārslēgšanas ātruma prasības (ti, ātruma sensoriem)?
  • Kādu sensora izejas veidu klients vēlas: ciparu vai analog?
  • Vai klients vēlas normāli atvērtu, parasti slēgtu vai vienpiedziņas dubultplāksnīšu niedres slēdzi?
  • Vai pieteikumā ir kādas īpašas prasības, piemēram, EMC, EMI vai ESD apsvērumi? (Tas ir ļoti svarīgi, ja tiek izmantots Hall efekta sensors.)

Magnētiskie parametri: labākā magnēta izvēle

Diemžēl magnētiskais izpildmehānisms bieži tiek ignorēts, norādot niedru slēdzi vai Hall efekta sensoru. Tas ir īpaši pārsteidzoši, jo magnēts un sensors veido 50 procentus no magnētiskās ķēdes galīgā dizaina. Pietiekami ilgu laiku, rūpīgi izvēloties pareizu sensoru, var būt nekas, ja tas ir savienots ar nepareizu magnētu.

OEM klients var teikt, ka viņam jau ir pievienots magnēts, kas ir iekļauts pieteikumā, neņemot vērā tehnisko problēmu iespējamību. Lai izvairītos no problēmām, dizaina inženierim ir svarīgi pārskatīt magnēta dizainu ar klientu, lai nodrošinātu nepieciešamo pielietojumu. Šī padziļināta magnētiskās ķēdes analīze novērsīs ražošanas ilgtermiņa kvalitātes problēmas. Inženierim jāizmanto šis saraksts, lai novērtētu magnēta kvalitāti un veiktspēju:

  • Izmantojiet magnētiskās simulācijas programmatūru, lai iegūtu vispusīgu sensoru magnētiskās darbības vides izpratni dažādos apstākļos. Šis rīks raksturo sensoru veiktspēju, strādājot un mijiedarbojoties ar kustības magnētiskajiem laukiem. Tam būtu jāņem vērā visi dzelzs metāli, kas atrodas sensoru tuvumā un magnētiskās piedziņas mezglā, kas varētu nobloķēt paredzēto magnētisko lauku no sensora. Šī simulācija būtu jāveic pirms ieguldīt ievērojamu laiku benchtop testēšanu un instrumentu.
  • Apsveriet lietojuma temperatūru, jo tas visvairāk ietekmē magnētisko materiālu. Daži magnētiskie materiāli, piemēram, neodīms, ierobežo maksimāli pieļaujamo darba temperatūru. Kad maksimālā temperatūra ir pārsniegta, plūsmas blīvums ievērojami samazinās un to nevar mainīt. Labdabīgā vidē, piemēram, telpās, alniko magnēts vai zemas cenas keramikas magnēts var labi darboties, ja materiāls atbilst sensora aktivizēšanai nepieciešamo attāluma pielaidi. Augstas temperatūras pielietojumā, kurā ir daudz temperatūras svārstību (ti, automobiļu vide), bieži vien ir vajadzīgs ļoti stabilais retu zemes magnētiskais materiāls, piemēram, samārija kobalts.
  • Pēta magnēta polaritāti un orientāciju. Hall efekta sensors parasti darbojas, izmantojot tikai magnēta ziemeļu vai dienvidu pole. Niedru sensors nav jutīgs pret polaritāti un darbojas ar jebkuru magnētisko polu.
  • Ja aktivācijas pielaide ir diezgan stingra, izņemiet keramikas pakāpes un alniko pakāpes, vienlaikus iesakot neodīma vai samārija-kobalta magnētu. Retzemju materiāli ir daudz konkurētspējīgāki nekā iepriekšējos gados.
  • Esiet ļoti uzmanīgs, ja izmantojat neo-magnētu magnētu, ja lietojumprogramma atrodas augsta mitruma vidē. Niķeļa pārklāšana virs neodīma ir labs šķērslis. Tomēr tas nenozīmē, ka niķeļa caur kreka mitrums neietilps. Ja nepieciešama retu zemes materiālu, izvēlieties samarija materiālu šim videi.
  • Ja iepakojat magnētu noslēgtā plastmasas vai krāsainā metāla iepakojumā, neodīms var tikt uzskatīts par augstu mitruma vidi.
  • Lai novērstu to, ka cena kļūst par nākotnes problēmu, pārliecinieties, vai lietojumam paredzētais magnēta materiāls nav pārspīlēts.

Secinājums

Drošas un robusta magnētiskās jutības sistēmas inženierijas atslēga ir spēja uztvert visus darbības parametrus, kas nepieciešami konkrētam sensoram, lomai, kurā tam tiek prasīts darboties. Ir ļoti svarīgi, lai saziņa starp OEM piegādātāju un projektēšanas inženieri būtu atvērta, lai nodrošinātu pareizu sensoru un magnētu izvēli. Tajos gadījumos, kad ir nepieciešami pielāgoti sensori, vides sensori, mehāniskās, elektriskās un magnētiskās īpašības jāiekļauj sensoru izvēles procesā, lai nodrošinātu optimālu sistēmas konstrukciju.


Rūpniecības raksti ir satura veids, kas ļauj nozares partneriem dalīties ar noderīgām ziņām, vēstījumiem un tehnoloģijām, izmantojot lasītāju All About Circuits, tādā veidā, ka redakcionālais saturs nav piemērots. Visiem rūpniecības izstrādājumiem tiek piemērotas stingras redakcionālas vadlīnijas, kuru nolūks ir sniegt lasītājiem noderīgas ziņas, tehniskās zināšanas vai stāstus. Rūpniecības izstrādājumos izteiktie viedokļi un viedokļi ir partnera tieksme un viedokļi, bet ne obligāti viss par shēmām vai tā autoriem.