隨著工業(yè)4.0的先進(jìn)制造技術(shù)席卷全球市場，對高度自動化系統(tǒng)的需求急劇增加。這些系統(tǒng)不僅需要在集成的制造過程中運(yùn)行，還需要不斷收集過程控制數(shù)據(jù)。大多數(shù)此類系統(tǒng)(包括機(jī)械手中的磁性編碼器、ADSP-2105BP-80接近傳感器、傳動器、壓力變送器、線性電機(jī)和獨(dú)立移動機(jī)器人)需要先進(jìn)的位置感應(yīng)解決方案來控制性能和收集工廠級數(shù)據(jù)，從而做出更明智的決策，提高設(shè)備運(yùn)行的安全性和可靠性。

獨(dú)立移動機(jī)器人可以自動執(zhí)行簡單的任務(wù)，例如在倉庫中運(yùn)輸材料。這種工業(yè)機(jī)器人有助于優(yōu)化制造工藝，增加產(chǎn)量，提高生產(chǎn)率。為了實現(xiàn)工廠車間或倉庫的安全高效導(dǎo)航，獨(dú)立移動機(jī)器人的車輪必須具有高精度系統(tǒng)控制功能，如位置感應(yīng)和速度控制。

幾乎所有能夠控制運(yùn)動的高性能自動化系統(tǒng)都需要位置感應(yīng)，位置感應(yīng)技術(shù)的選擇直接影響整個系統(tǒng)的成本和性能。在評估優(yōu)秀的位置感應(yīng)解決方案時，需要考慮傳感器的精度、速度、功率、靈活性和可靠性。

多軸霍爾效應(yīng)位置傳感器可以提供高精度、快速、可靠的絕對位置測量，非常適合精密自動化工業(yè)應(yīng)用。這些功能有助于實現(xiàn)更準(zhǔn)確的實時控制，這于提高設(shè)備性能、優(yōu)化系統(tǒng)效率和更大限度地縮短停機(jī)時間至關(guān)重要。

讓我們來看看獨(dú)立移動機(jī)器人的例子。圖中的方框圖顯示了車輪電機(jī)和電機(jī)控制器之間形成的反饋回路。其中使用的是TI的TMAG5170線性3D霍爾效應(yīng)位置傳感器可以監(jiān)控電機(jī)軸和電機(jī)驅(qū)動器的精確角度位置，從而旋轉(zhuǎn)電機(jī)。線性3D霍爾效應(yīng)傳感器通常直接影響系統(tǒng)帶寬和延遲。通過使用能夠測量高帶寬的傳感器，您可以提高反饋回路的整體速度，提高系統(tǒng)性能。

同樣，位置傳感器的測量精度決定了電機(jī)運(yùn)動的可控性。傳感器的速度和精度通常是一個接一個地變化，因此系統(tǒng)性能受到限制。TMAG5170可以讀取高吞吐量數(shù)據(jù)，感應(yīng)速度高達(dá)20kSPS，而且可以進(jìn)行高精度的線性測量，最大誤差為2.6%，這樣你就不需要在兩者之間做出選擇。

圖：采用TMAG5170線性3D霍爾效應(yīng)位置傳感器的自主移動機(jī)器人輪子電機(jī)模塊方框圖

在選擇位置傳感器時，功耗也可能是一個重要的考慮因素，這取決于是一個重要的考慮因素。電池供電系統(tǒng)或低功耗系統(tǒng)(例如，遠(yuǎn)程4mA至20mA回路電源)通常需要低功耗運(yùn)行模式的傳感器(例如，喚醒和睡眠和深度睡眠模式)，以幫助提高吞吐量和降低功耗。TMAG5170具有多種操作模式和采樣率。與其他精密線性3D霍爾效應(yīng)傳感器相比，其電源效率至少可提高70%，可提高10%kHz至20kHz采樣范圍內(nèi)的電池供電器件或關(guān)注系統(tǒng)效率的輕負(fù)荷模式降低功耗。

一般來說，位置傳感器對機(jī)械配置有嚴(yán)格的限制。3D霍爾效應(yīng)傳感器功能范圍和溫度補(bǔ)償選項的霍爾效應(yīng)傳感器功能豐富，便于您靈活的磁性和機(jī)械設(shè)計。TMAG5170具有不需要片外處理的片上角度計算發(fā)動機(jī)，同時提供角度感應(yīng)應(yīng)用程序中傳感器和磁體的機(jī)械放置靈活性，包括軸上和部分軸上的配置。

由于工業(yè)系統(tǒng)和人工在自動化操作中的配合越來越緊密，因此需要更多的安全措施來確保操作安全。此外，對于防止工具停機(jī)和質(zhì)量問題的診斷功能的需求也在增加。除了精度、速度、功率和靈活性等因素外，讀數(shù)可靠性也是選擇位置傳感器時的一個重要因素。例如，如果選擇少量或根本沒有診斷功能的傳感器，可能需要大量的外部元件來保證傳感器數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性，這將增加設(shè)計材料清單(BOM)成本。TMAG5170具有獨(dú)特的智能診斷功能組合，如通信、連續(xù)性和內(nèi)部信號路徑檢查，以及可以配置電源、輸入磁場和系統(tǒng)溫度的診斷功能。傳感器數(shù)據(jù)可以在沒有其他組件的情況下保證準(zhǔn)確，從而實現(xiàn)長期可靠性并降低BOM成本。