Криса Вудфорда. Последнее изменение: 13 августа 2020 г.

Измерить электричество очень просто — мы все знакомы с электрическими единицами, такими как вольт, ампер и ватт (и большинство из нас видели счетчики с подвижной катушкой в той или иной форме).Немного сложнее измерить магнетизм. Спросите больше всего люди, как измерить силу магнитного поля (невидимое область магнетизма, простирающаяся вокруг магнита) или единицы в какая напряженность поля измеряется (Вебер или тесла, в зависимости от того, как вы измеряете), и они не будут иметь ни малейшего понятия.

Но есть простой способ измерить магнетизм с помощью прибора. называется датчиком или зондом на эффекте Холла, который использует хитроумный элемент наука, открытая в 1879 году американским физиком Эдвин Х.зал (1855–1938). Работа Холла была гениальной и на много лет опередила свое время — на 20 лет до открытия электрона — и никто не знал, что с ним делать, пока спустя десятилетия не стали лучше разбираться в полупроводниках, таких как кремний. В наши дни Эдвин Холл был бы в восторге найти датчики, названные в его честь, используются во всех виды интересных способов. Давайте посмотрим внимательнее!

Фото: Магнитное испытательное оборудование, используемое для изучения эффекта Холла. Фото любезно предоставлено Брукхейвенской национальной лабораторией и Министерством энергетики США.

Что такое эффект Холла?

Работая вместе, электричество и магнетизм могут заставить вещи двигаться: электродвигатели, громкоговорители и наушники — лишь некоторые из незаменимых современные гаджеты, которые так работают. Отправить колеблющийся электрический ток через катушку из медного провода и (хотя вы этого не видите происходит) вы создадите временное магнитное поле вокруг катушки тоже. Поместите катушку рядом с большим постоянным магнитом и временным магнитное поле, создаваемое катушкой, будет либо притягивать, либо отталкивать магнитное поле от постоянного магнита.Если катушка свободна двигаться, он будет двигаться — либо к постоянному магниту, либо от него. В электродвигатель, катушка настроена так, что может вращаться на месте и поверните колесо; в громкоговорителях и наушники, катушка приклеена на кусок бумага, пластик или ткань, которая движется вперед и назад, чтобы выкачать звук.

Фото: магнитное поле не видно, но его можно измерить с помощью эффекта Холла. фото любезно предоставлено Wikimedia Commons.

“ Если электрический ток в фиксированном проводе сам притягивается магнитом, ток должен быть направлен к одной стороне провода… ”

Эдвин Холл , 1879

Что делать, если поместить кусок токоведущего провода в магнитное поле, а провод? не может двигаться? То, что мы называем электричеством, обычно представляет собой поток заряженные частицы через кристаллические (обычные, твердые) материалы (либо отрицательно заряженные электроны изнутри атомов, либо иногда положительно заряженные «дыры» — зазоры там, где должны находиться электроны). Вообще говоря, если подцепить пластину из проводящего материала к батарее, электроны будут проходить через пластину по прямой линии.Как движущиеся электрические заряды, они также будут производить магнитное поле. Если вы поместите плиту между полюса постоянного магнита, электроны отклонятся в изогнутый путь, когда они движутся через материал, потому что их собственная магнитное поле будет взаимодействовать с полем постоянного магнита. (Для справки, то, что заставляет их отклоняться, называется Сила Лоренца, но нам не нужно здесь вдаваться во все детали.) Это означает, что одна сторона материала будет видеть больше электронов, чем другой, так что разность потенциалов (напряжение) появится на материал под прямым углом к ​​магнитному полю от постоянный магнит и ток.Это то, что физики называют эффектом Холла. Чем больше магнитное поле, тем больше отклоняются электроны; чем больше ток, тем больше электронов нужно отклонить. В любом случае, чем больше разность потенциалов (известная как напряжение Холла) будет. В другом словами, напряжение Холла пропорционально величине как электрического ток и магнитное поле. Все это имеет больше смысла в наша небольшая анимация ниже.

Как работает эффект Холла?

1. Когда электрический ток течет через материал, электроны (показаны здесь синими пятнами) движутся через него практически по прямой линии.
2. Поместите материал в магнитное поле, и электроны внутри него тоже будут в этом поле. На них действует сила (сила Лоренца) и заставляет отклоняться от их прямолинейного пути.
3. Теперь, глядя сверху, электроны в этом примере будут изгибаться, как показано: с их точки зрения слева направо. Если на правой стороне материала (внизу на этом рисунке) больше электронов, чем на левой (вверху на этом рисунке), между двумя сторонами будет разница в потенциале (напряжении), как показано зеленым линия со стрелками.Величина этого напряжения прямо пропорциональна величине электрического тока и напряженности магнитного поля.

Куда они идут?

Как определить, в каком направлении будут двигаться электроны? Вы можете определить направление силы Лоренца с помощью правила левой руки Флеминга (если вы сделаете поправку на обычный ток) или его правила правой руки (если вы этого не сделаете).

Иллюстрация: заряженные частицы, движущиеся в магнитном поле, испытывают силу (сила Лоренца), которая меняет свое направление, вызывая эффект Холла.Вы можете использовать правило левой руки Флеминга (правило двигателя), чтобы определить направление силы, если вы помните, что правило применяется к обычному току (поток положительных зарядов), а поле течет с севера на юг. В этом примере, если у нас есть поток электронов на страницу, обычный ток вытекает из страницы (так что это направление, в котором должен указывать ваш второй палец). Если поле течет слева направо (указательный палец), наш большой палец говорит нам, что электроны будут двигаться вверх.

Использование эффекта Холла

Вы можете обнаруживать и измерять все виды вещей с помощью эффекта Холла, используя то, что известно. как датчик или зонд на эффекте Холла. Эти термины иногда используются взаимозаменяемо, но, строго говоря, относятся к разным вещам:

• Датчики на эффекте Холла простые, недорогие, электронные чипы, которые используются во всевозможных широко доступных гаджетах и ​​товарах.
• Зонды на эффекте Холла — более дорогие и сложные инструменты. в научных лабораториях для таких вещей, как измерение напряженности магнитного поля с очень высокой точностью.

Фото: 1) Типичный кремниевый датчик Холла. Это выглядит очень похоже на транзистор — что неудивительно, поскольку он сделан аналогичным образом. Автор фото: Expainthatstuff.com. 2) Зонд на эффекте Холла, использовавшийся НАСА в середине 1960-х годов. Фото любезно предоставлено Исследовательский центр НАСА Гленна (NASA-GRC).

Обычно изготавливается из полупроводников (таких материалов, как кремний и германий), эффект Холла датчики работают, измеряя напряжение Холла на двух поверхностях когда вы помещаете их в магнитное поле.Некоторые датчики Холла упакованы в удобные микросхемы со схемой управления и могут быть подключается непосредственно к более крупным электронным схемам. Самый простой способ использование одного из этих устройств позволяет определить положение чего-либо. Для Например, вы можете разместить датчик Холла на дверной коробке и магнит на двери, поэтому датчик определяет, открыта дверь или закрыта от наличия магнитного поля. Такое устройство называется датчик приближения. Конечно, вы можете выполнять ту же работу так же легко с магнитным герконом (нет общего правила относительно того, герконовые переключатели старого образца или современные датчики на эффекте Холла лучше — это зависит от приложения).В отличие от герконов, которые являются механическими и полагаются на контакты движущиеся в магнитном поле датчики Холла полностью электронные и не имеют движущихся частей, поэтому (по крайней мере теоретически) они должны быть надежнее. Одна вещь, которую вы не можете сделать с герконом, — это определить степень «включения» — силу магнетизма, — потому что геркон либо включен, либо выключен. Вот что делает датчик на эффекте Холла таким полезным.

Для чего используются датчики на эффекте Холла?

Фото: Этот небольшой бесщеточный двигатель постоянного тока из старого дисковода для гибких дисков имеет три датчика Холла. (обозначены красными кружками), расположенные по его краю, которые обнаруживают движение ротора двигателя (вращающегося постоянного магнита) над ними (не показано на этой фотографии).На датчики особо не на что смотреть, как вы можете видеть на фото крупным планом справа!

на эффекте Холла дешевы, прочные и надежные, крошечные и простые в использовании. так что вы найдете их во множестве разных машин и повседневных устройств, от автомобильных зажиганий до компьютерных клавиатур и заводских роботов до велотренажеров

Вот один очень распространенный пример, который вы сейчас можете использовать на своем компьютере. В бесщеточный двигатель постоянного тока (используется в таких устройствах, как жесткие диски и дисководы), вам необходимо в любой момент точно определить, где находится двигатель.Датчик Холла расположенный рядом с ротором (вращающаяся часть двигателя) сможет очень точно определить его ориентацию, измеряя вариации магнитное поле. Подобные датчики также можно использовать для измерения скорости. (например, чтобы посчитать, насколько быстро колесо или двигатель автомобиля кулачок или коленчатый вал вращается). Вы часто найдете их в электронных спидометрах и анемометры (измерители скорости ветра), где они могут быть использованы аналогично герконовым переключателям.

Революционное открытие Эдвина Холла прижилось за несколько десятилетий, но теперь оно используется в самых разных местах — даже в электромагнитных космических ракетных двигателях.Без преувеличения можно сказать, что новаторская работа Холла произвела на меня большое впечатление!

Изображение: Как упакован типичный датчик Холла. Магнитные поля могут быть очень маленькими, поэтому нам нужно, чтобы наши детекторы были как можно более чувствительными, и вот один из способов добиться этого. Сам чип Холла (зеленый, 17) установлен на железной несущей пластине (серый, 16), зажатой внутри двух формованных пластиковых секций (серый, 11, 12). Микросхема подключена выводами (19) к контактам (синим), с помощью которых ее можно подключить в цепь.Но действительно важными частями являются два «концентратора потока» из мягкого железа (оранжевый, 15, 21), которые делают устройство намного более чувствительным. Когда вы помещаете магнит (22) рядом с датчиком, эти концентраторы позволяют магнитному потоку («плотность» магнетизма, создаваемого магнитным полем) течь по непрерывной петле через кристалл Холла, создавая либо положительное, либо отрицательное напряжение. Если магнит переместится на другую сторону датчика, он создаст противоположное напряжение. Иллюстрация из патента США № 3 845 445: Модульное устройство на эффекте Холла Роланда Брауна и др., Корпорация IBM, 29 октября 1974 г., любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.

Узнать больше

На сайте

Статьи

История

• [PDF] Открытие эффекта Холла Дж. С. Лидстоуном, Physics Education, Volume 14, 1979. Как Холл открыл свой эффект и выяснил, что он означает, оспаривая некоторые из более ранних работ Джеймса Клерка Максвелла.

Статьи Эдвина Холла

• О новом действии магнита на электрические токи. Эдвин Х.Холл, Американский журнал математики, Vol. 2, No. 3 (сентябрь 1879 г.), стр. 287–292. Оригинальная статья Холла.
• Объяснение феномена Холла Эдвином Х. Холлом, Наука, Vol. 3, № 60 (28 марта 1884 г.), стр. 386–387. Собственное описание и объяснение Холла своего первоначального эксперимента.
• Теория эффекта Холла и связанного с ним эффекта для некоторых металлов, Эдвин Х. Холл, PNAS USA, Vol. 9, No. 2 (15 февраля 1923 г.), стр. 41–46. Одна из более поздних работ Холла.

Книги

• Датчики на эффекте Холла: теория и применение Эдварда Рамсдена.Newnes, 2006. Охватывает физику, лежащую в основе датчиков Холла, и способы их включения в практические схемы. Включает в себя датчики приближения, датчики тока и датчики скорости и времени. Также есть удобный глоссарий и список поставщиков.
• Устройства на эффекте Холла Р. С. Поповича. Институт физики, 2004. Несколько большая и более подробная книга, но охватывающая схожую тему с смесью теории, практических схем и повседневных приложений.
• Эффект Холла в металлах и сплавах Колина Херда.Springer 1972/2012. Современное переиздание вступления 1970-х годов.

Практические проекты

Видео

НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие веб-сайты

Статьи с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.

Авторские права на текст © Chris Woodford 2009, 2020.Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условиях использования.

Подписывайтесь на нас

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее, или расскажите об этом своим друзьям с помощью:

Цитировать эту страницу

Вудфорд, Крис. (2009/2020) Датчики на эффекте Холла. Получено с https://www.explainthatstuff.com/hall-effect-sensors.html. [Доступ (укажите дату здесь)]

Подробнее на нашем сайте…

Интеграция технологии магнитного зондирования на эффекте Холла в современную бытовую технику

Интеграция технологии магнитного зондирования на эффекте Холла в современную бытовую технику

Моника Томас и Майкл Дуг, Allegro MicroSystems, LLC, Вустер, Массачусетс.США

Скачать PDF версию

Благодаря широкому спектру решений, доступных для приложений определения положения, скорости и тока, разработчики могут выбирать оптимальные технологии и пакеты для достижения своих коммерческих и технических целей. Всегда остаются одни и те же критические элементы, которые необходимо учитывать, такие как стоимость, расстояние перемещения, разрешение, точность, надежность и долговечность, которые неизбежно объединяют требования приложения с соответствующей сенсорной технологией.Из возможных решений исключительную ценность представляет технология Холла с ее бесконтактным магнитным зондированием.

Рис. 1. Эффект Холла относится к измеряемому напряжению, присутствующему при воздействии на приложенный ток перпендикулярного магнитного поля.

Введение

По мере совершенствования технологий микросхемы датчиков Холла находят свое применение во многих современных бытовых приборах. Эффект Холла относится к измеряемому напряжению, которое появляется на проводящем материале, например кремнии (Si), когда электрический ток, протекающий по проводнику, находится под влиянием магнитного поля (см. Рисунок 1).В этих условиях поперечное напряжение создается перпендикулярно приложенному току из-за уравновешивания сил Лоренца и электромагнитных сил.

имеют много преимуществ по сравнению с традиционными механическими и герконовыми устройствами. Бесконтактная реализация интегральных схем датчика Холла повышает надежность и долговечность, практически исключая механический износ и усталость. Эти устройства также способны обнаруживать магнитные поля, которые физически блокируются цветными металлами.Небольшие и легкие размеры корпуса уменьшают пространство для установки и уменьшают механическую сложность. Многие ИС датчиков программируются пользователем в соответствии с индивидуальными эксплуатационными требованиями и требованиями к точности.

Фон

Существует несколько различных типов устройств на эффекте Холла, подходящих для различных приложений: переключатели, линейные индикаторы, ИС скорости / направления и ИС датчиков тока, и это лишь некоторые из них.

Переключатели и линейки

генерируют цифровой выходной сигнал на основе точек магнитного управления (B _OP ) и отпускания (B _RP ) конкретного устройства.Линейные индикаторы генерируют аналоговый или широтно-импульсный (ШИМ) выходной сигнал, который прямо пропорционален приложенному магнитному полю.

В переключателях и линейных приложениях существует несколько возможных конфигураций магнита для приведения в действие устройства. Например, режим работы «лоб в лоб» относится к перемещению магнита перпендикулярно активной поверхности устройства Холла, как показано на рисунке 2.

Рисунок 2. Прямое срабатывание Холла. TEAG — это общий эффективный воздушный зазор.

В качестве альтернативы, режим работы «скользящий» относится к перемещению магнита параллельно активной поверхности устройства Холла (см. Рисунок 3).Метод скольжения обычно дает лучшую точность зондирования, чем метод лобового столкновения, из-за меньшего хода магнита. Большой магнитный наклон между полюсами позволяет получить очень точное местоположение точки переключения. Однако метод скольжения также требует использования сильных магнитов и небольшого общего эффективного воздушного зазора (TEAG).

Рисунок 3. Срабатывание скользящего действия. TEAG — это общий эффективный воздушный зазор.

Другой метод приведения в действие устройства Холла известен как переключение лопаточного прерывателя.Лопатка — это ферромагнитный материал, в котором есть прорези уникальной конфигурации. Лопатка может иметь индивидуальную форму для линейного или вращательного движения. При переключении лопаточного прерывателя магнит и устройство Холла устанавливаются в стационарном положении, так что устройство Холла принудительно переводится в состояние «включено» с помощью активирующего магнита. Когда железный материал лопасти проходит между устройством Холла и активирующим магнитом, лопатка образует магнитный шунт, отводящий поле от устройства Холла.Техника лопаточного прерывателя часто используется там, где требуется точное переключение (см. Рисунок 4).

Рисунок 4. Срабатывание холла с переключением лопастного прерывателя.

ИС скорости и направления

Вариантом переключения лопастного прерывателя является использование специализированных устройств Холла с обратным смещением (см. Рисунок 5). Устройства с обратным смещением могут использоваться для бесконтактного переключения или измерения скорости и угла зубьев шестерни. В этих устройствах гранула из редкоземельного элемента и датчик Холла объединены в единый корпус, что снижает необходимость размещения и выравнивания.ИС датчиков с обратным смещением обычно находятся в выключенном состоянии. Когда черный металл проходит перед корпусом, магнитное поле проходит через активную поверхность устройства Холла, активируя ИС.

Рисунок 5. Срабатывание Зуба шестерни по Холлу.

ИС датчика тока

Еще одно применение эффекта Холла — определение тока, протекающего по проводу или проводнику. Для малых токов до 20 А кристалл Холла и тракт первичного тока могут быть объединены в стандартный корпус для поверхностного монтажа SOIC-8 (см. Рисунок 6).Использование технологии flip-chip приводит к оптимизированной магнитной связи между активной поверхностью элемента Холла и полем, создаваемым измеряемым током. Такой способ упаковки исключает необходимость в концентраторе флюса. Внутреннее сопротивление медного тракта, используемого для измерения тока, обычно составляет 1,5 мОм для низких потерь мощности.

Рисунок 6. Датчик Холла с датчиком тока в корпусе SOIC-8.

Для больших токов до 200 А размеры медного проводника должны быть увеличены, чтобы учесть плотность тока в материале.Из-за магнитной связи между этим более толстым проводником и линейным элементом Холла необходимо использовать концентратор потока (см. Рисунок 7). Типичное сопротивление первичного проводника составляет всего 100 мкОм.

Рис. 7. ИС-датчик датчика тока для приложений с высоким током (> 200 А).

имеют основное преимущество перед другими технологиями измерения тока, поскольку путь измерения тока полностью электрически изолирован от входов / выходов сигналов низкого напряжения.

Примеры применения

заменила традиционные методы измерения во многих приложениях, включая дверные переключатели, положение ручки, скорость барабана, измерение уровня воды и управление двигателем. Выбор подходящего устройства Холла зависит от требуемого уровня точности и контроля. В этой статье представлены примеры того, как технология Холла может быть использована в современных бытовых приборах.

Положение ручки

представляют собой бесконтактное решение для определения положения ручки прибора.Существует несколько методов определения положения ручки. Например, если приложение требует ограниченных дискретных положений ручки, можно использовать простые переключатели, такие как A1120 или A321x. Каждый переключатель в приложении представляет собой отдельную отметку положения вокруг ручки. Когда магнит, прикрепленный к поворотной ручке, находится над одним из стационарных переключателей, простая электронная логика может определить, какой уровень был выбран.

Для приложений с более высокой точностью можно использовать линейное устройство в сочетании с микропроцессором.Когда ручка поворачивается, линейное устройство обеспечивает абсолютное аналоговое положение ручки на основе затухания магнитного поля от элемента Холла, в то время как справочная таблица в микропроцессоре интерпретирует положение магнита. Подходящее линейное устройство зависит от желаемой точности в приложении. Возможности включают A132x или программируемый A138x.

Различные характеристики выходного напряжения от переключателя и линейной реализации положения ручки показаны на рисунке 8.

Рис. 8. Переключатель Холла в зависимости от линейного отклика на положение ручки.

Определение уровня жидкости

Переключатели и линейные индикаторы также могут использоваться для контроля уровня жидкости, например, в стиральных или посудомоечных машинах. Простым методом измерения уровня жидкости является использование нескольких переключателей Холла в сочетании с магнитом, подвешенным на поплавке. Когда поплавок поднимается в трубе, он включает дискретные переключатели, расположенные за пределами корпуса трубы, которые в цифровом виде показывают уровень воды (см. Рисунок 9).A1120 будет подходящим коммутатором для этого приложения.

Рис. 9. Метод измерения уровня жидкости с помощью магнитного поплавка и переключателя.

также может использоваться для модификации, а не замены традиционных методов измерения уровня жидкости. Например, один из подходов, используемых в настоящее время для определения, когда барабан заполнен, — это расширение пластиковой диафрагмы, которая прижимается к механическому переключателю. Альтернативой механическому переключателю в сборе может быть имплантация магнита в диафрагму и подвешивание переключателя Холла над ним в лобовой конфигурации (см. Рисунок 10).Вместо использования переключателя более высокое разрешение может быть достигнуто с помощью линейного. Линейное решение будет определять абсолютный уровень воды в резервуаре, а не просто указывать, когда резервуар заполнен. В зависимости от желаемой точности подойдет линейный адаптер для поверхностного монтажа, такой как A132x или программируемый A138x. В этих приложениях Hall имеет преимущество надежности, долговечности, простоты, размера и веса по сравнению с механическими кулачковыми переключателями.

Рисунок 10.Техника измерения уровня жидкости с использованием надувной диафрагмы.

Обнаружение вращения барабана

используются для различных задач измерения вращения барабана, таких как определение скорости, направления и обрыва ремня.

Простой индикатор вращения можно сконструировать, прикрепив магнит к вращающемуся барабану и используя стационарный переключатель Холла. Каждый раз, когда барабан совершает полный оборот, переключатель посылает цифровой импульс. Этот сигнал может использоваться, чтобы просто указать, вращается ли барабан, или может также использоваться микропроцессором для расчета скорости.Если требуется более высокая точность положения барабана, угловое положение барабана можно определить с помощью дифференциальной конструкции Холла, такой как A3425, в сочетании с конфигурацией зубчатой ​​передачи, показанной на рисунке 5. Более сложные конфигурации Холла с обратным смещением, такие как A3423, способны предоставлять информацию о скорости вращения барабана и определять направление.

Помимо определения положения, скорости и направления вращающегося барабана, также полезно обнаруживать неисправности обрыва ремня. Например, если нагревательный элемент сушилки не выключается при обрыве ленты сушилки, отсутствие вращения может привести к возгоранию одежды.На рисунке 11 показана возможная схема обнаружения обрыва ремня, которая работает с использованием магнита, прикрепленного к вращающемуся барабану, и стационарного переключателя Холла. В этой схеме центральный узел заряжается со скоростью, определяемой парой R1C1. Когда магнит проходит мимо переключателя Холла, сигнал IC VOUT переходит в высокий-низкий-высокий уровень. Передний фронт сигнала VOUT временно включает транзистор Q1, разряжая центральный узел. Обрыв ремня остановит вращение барабана, предотвращая переход на передний край.Это позволяет центральному узлу заряжаться свободно. Когда центральный узел достигает напряжения, которое включает пару Дарлингтона, выход схемы переключается на цифровой сигнал низкого уровня, указывающий на неисправность обрыва ремня.

Рис. 11. Схема обнаружения обрыва ремня с помощью простого переключателя Холла.

Управление двигателем

— это надежное и простое средство контроля тока двигателя как для управления, так и для защиты.Потребление тока двигателем прямо пропорционально крутящему моменту двигателя. Следовательно, типичный метод управления скоростью и приложенной силой двигателя заключается в передаче результатов измерения потребления тока в микропроцессор. Затем микропроцессор может рассчитать, нужно ли приложить к двигателю больше или меньше тока, чтобы достичь желаемой скорости. Микросхемы датчиков тока на эффекте Холла могут быть размещены непосредственно последовательно с двигателем (или любой индуктивной нагрузкой), поскольку они имеют медную выводную рамку с очень низким сопротивлением.

Традиционные методы определяют ток двигателя с помощью шунта, помещенного в выключатель заземления блока управления двигателем. При таком подходе можно контролировать только половину тока двигателя, что снижает точность и увеличивает потери I ² R. ИС датчиков тока на эффекте Холла имеют входные источники питания, полностью изолированные от пути прохождения тока, что обеспечивает высокую точность и низкое энергопотребление. ACS712 от Allegro доступен в корпусе SOIC-8 для использования с малыми номинальными токами, а ACS75x — в корпусе CB для более высоких требований к измерению тока.

Решения для микроэнергетики

По мере того, как общество продолжает развивать свое понимание экологических проблем, спрос на низкоэнергетические приборы растет. Требования программы Energy Star федерального правительства США с каждым годом становятся все более строгими. Allegro MicroSystems — первая компания, предлагающая микромощные переключатели Холла и линейные устройства, чтобы помочь производителям минимизировать энергопотребление своих устройств.

Коммутаторы семейства 321x используют уникальную схему синхронизации и 2.Номинальное рабочее напряжение 75 В для достижения типичной потребляемой мощности 15 мкВт. Семейство линейных устройств Холла 139x имеет номинальное рабочее напряжение 3 В и потребляемую мощность 10 мВт в активном режиме. Устройства 139x также имеют вывод сна, который позволяет микроконтроллеру отключать устройство, снижая потребляемую мощность до номинальных 75 мкВт (см. Рисунок 12). Кроме того, когда устройство 139X находится в спящем режиме, выход устройства переходит в состояние с высоким импедансом. Следовательно, несколько ИС линейных датчиков Холла 139X могут быть подключены к одному входу аналого-цифрового преобразователя, если для контроля выходного сигнала одного устройства A139X в любой момент времени используется схема опроса.

Рис. 12. Схема линейного микропитания 3 В, A139x с выводом спящего режима.

Заключение

Приложения, описанные в этой статье, являются лишь несколькими примерами того, как технология Холла улучшает производительность и надежность современных устройств по сравнению с традиционными методами реализации. Дополнительные приложения Холла приведены в таблице 1. Соответствующее устройство Холла для данного приложения можно найти с помощью Руководств по выбору Allegro.

Список литературы

г.Пепка. «Определение положения и уровня с использованием технологии измерения эффекта Холла».
Технический документ Allegro MicroSystems.
Sensor Review Journal SR27-1, февраль 2007 г.

М. Хопкинс. «Современное состояние технологии на эффекте Холла и его значение для проектирования и разработки бытовой техники».
Технический документ Allegro MicroSystems.
IATC, март 2004 г.

А. Фридрих, М. Дуг, Дж. Каммингс. «Последние тенденции в измерении тока на эффекте Холла».
Технический документ Allegro MicroSystems.
PCIM 2006, май 2006 г.

Описанные здесь продукты производятся согласно одному или нескольким из следующих патентов США: 5 619 137; 5,621,319; 6,781,359; 7 075 287; 7,166,807; 7 265 531; 7,425,821; или другие заявленные патенты.

Allegro MicroSystems, LLC оставляет за собой право время от времени делать такие отклонения от подробных спецификаций, которые могут потребоваться для улучшения производительности, надежности или технологичности своей продукции. Перед размещением заказа пользователь должен убедиться, что информация, на которую он полагается, актуальна.

Allegro не должны использоваться в устройствах или системах жизнеобеспечения, если можно обоснованно ожидать, что отказ продукта Allegro вызовет отказ этого устройства или системы жизнеобеспечения или повлияет на безопасность или эффективность этого устройства или системы. .

Представленная здесь информация является точной и надежной. Однако Allegro MicroSystems, LLC не несет ответственности за его использование; ни за какие-либо нарушения патентов или других прав третьих лиц, которые могут возникнуть в результате его использования.

Датчик положения коленчатого вала с резьбовым корпусом на эффекте Холла

Описание

Датчик положения коленчатого или распределительного вала на эффекте Холла. Это новая версия, отличающаяся корпусом из анодированного алюминия красного цвета. В комплект входят резьба M12 и крепежные гайки. Работает от 5 до 24 вольт и дает хорошую прямоугольную волну, поэтому нет проблем с переменным напряжением. Имеет трехжильный пигтейл длиной 1 метр. Вот что делают провода:

Коричневый — Напряжение питания; подключитесь либо к VREF для работы на 5 вольт, либо к 12 вольтовой коммутируемой мощности.

Черный — Выходной сигнал. На MegaSquirt подключается к контакту 24. Мы просто настроили наш MegaSquirt для кондиционера VR, и он отлично работает. V3.0 MicroSquirts также может это делать, но более старые MicroSquirts должны будут использовать вход эффекта Холла. Обратите внимание, что для этого требуется подтягивающий резистор. Это тройники как для напряжения питания, так и для выходного сигнального провода. Используйте резистор 1 кОм (теперь входит в комплект) при питании от 5 вольт или резистор 2,4 кОм при питании от 12 вольт.

Синий — Земля.

Будьте осторожны, если вы переходите на это с предыдущей версии нашего датчика. Цвета проводов не совпадают, и для этой версии требуется подтягивающий резистор.

Характеристики

Рабочее напряжение: от 5 до 24 В

Максимальное перенапряжение и обратное напряжение: от +30 до -24 В

Требуемый максимальный ток питания: 6 мА

Максимальный потребляемый выходной ток: 20 мА

Тип выхода: Открытый коллектор

Максимальная частота: 15 кГц

Диапазон температур: от -40 до +125 ° C

Номинальный воздушный зазор: 1.5 мм

Шаг резьбы: M12 x 1 мм

Общая длина: 65,5 мм, без проводов

Материал упаковки: Алюминий

Ориентация датчика: ненаправленная

Рекомендуемый размер зуба — прямоугольник размером не менее 2,5 мм x 6,35 мм с высотой зуба 5,0 мм.

Примечание. Если вы ищете технические характеристики старого датчика, посетите нашу страницу технических характеристик датчика Холла.

Примечание. Если вы ищете технические характеристики старого датчика, посетите нашу страницу технических характеристик датчика Холла.

Отзывы клиентов

Номинальный 4.4285714285714 из 5 звезд

4 звезды 0 0%

2 звезды 0 0%

1 звезда 0 0%

Только зарегистрированные клиенты, которые приобрели этот продукт, могут оставлять отзывы.

Нужно ли мне добавлять подтяжку, чтобы использовать этот датчик?

• Да, необходимо добавить подтяжку напряжения; этот датчик не имеет встроенной подтяжки.

Чем этот датчик отличается от предыдущего проданного вами датчика Холла с резьбой?

• Этот сделан другим производителем. Хотя размер такой же, этот имеет гораздо больший температурный диапазон и не требует столь тесного зазора датчика.Как отмечалось выше, также требуется подтягивающий резистор.

Датчик поставляется с резистором — каковы характеристики резистора?

• Теперь мы поставляем им резистор 1 кОм, 1/4 Вт для использования с напряжением питания 5 В.

Цифровой датчик на эффекте Холла 3144 — ProtoSupplies

Описание

Цифровой датчик Холла 3144 может определять наличие или отсутствие магнитного поля и выводить логический уровень.

В ПАКЕТЕ:

• Датчик Холла, цифровой 3144

• Определяет наличие или отсутствие магнитного поля и выдает логический уровень на выходе
• Работает в диапазоне 4,5-24 В (совместимость с 5 В)

Датчики на эффекте Холла обычно используются для измерения скорости вращения узлов, когда магнит на узле поочередно устанавливает и разрывает магнитный контакт с датчиком по мере вращения узла.Их также можно использовать для таких приложений, как определение момента открытия двери, определение положения и обнаружение магнитного поля, создаваемого током, протекающим в проводе.

Датчик 3144 может определять основное присутствие магнитного поля, но не его относительную силу. Сторона датчика с маркировкой — это сторона, используемая для обнаружения и обнаружения одного полюса магнита. Другая сторона устройства обнаружит другой полюс магнита. Если датчик не обнаруживает магнит, попробуйте перевернуть его.

имеют несколько преимуществ по сравнению с механическими переключателями, главное из которых состоит в том, что, поскольку они являются твердотельными, нет никаких опасений по поводу износа контактов, а скорость переключения может быть довольно высокой, вплоть до 2 мкс.

Основная проблема при использовании датчиков на эффекте Холла обычно связана с установкой датчика и любых связанных с ним магнитов.

Блок питания

Датчик может работать в диапазоне Vcc от 4,5 до 24 В.

Если выходной сигнал считывается MCU, рекомендуется использовать датчик при том же напряжении, что и MCU, чтобы выходной сигнал датчика был совместим с цифровым входом MCU

Возможно отключение питания устройства от цифрового выходного контакта 5V MCU.

Цифровой выход

Выход датчика — открытый коллектор. Подтягивающий резистор около 10 кОм обычно используется для повышения выходного сигнала. Это может быть внешний резистор или встроенный подтягивающий резистор на входе MCU. Когда обнаруживается магнитное поле, датчик выдает НИЗКИЙ уровень выходного сигнала.

Когда выходной сигнал датчика становится НИЗКИМ, он может потреблять до 25 мА тока.

Выход обычно считывается цифровым выводом на MCU. По желанию, в некоторых случаях он может управлять вторичной цепью напрямую.

Датчики на эффекте Холла весьма полезны в ряде приложений и являются одним из наиболее малоиспользуемых электронных компонентов, доступных любителям. Эти конкретные датчики используются во многих цифровых модулях датчиков Холла, которые производятся в Китае.

Приведенная ниже программа контролирует выходной сигнал датчика и сообщает об обнаружении изменения состояния. Просто подключите датчик к 5 В и заземлению и подключите выходной контакт датчика к цифровому контакту на MCU.В этом примере мы используем вывод D4, но это может быть любой вывод цифрового входа.

После загрузки откройте окно Serial Monitor, чтобы увидеть результат. Если состояние не меняется при приближении магнита, попробуйте перевернуть магнит (поменять местами северный и южный концы).

Пример программы цифрового датчика Холла

 / *
Тест модуля цифрового эффекта Холла

Базовый код для контроля выхода датчика.
Подключите выходной контакт датчика к D4 и подключите 5 В и заземление.
* /
int sensorPin = 4; // Произвольный цифровой вывод для контроля выхода
int state = 0; // Текущее состояние датчика
int lastState = 0; // Место для сохранения предыдущего состояния
// ================================================ ===============================
// Инициализация
// ================================================ ===============================
установка void ()
{
 pinMode (sensorPin, INPUT_PULLUP); // Включить подтягивание, поскольку выход датчика - открытый коллектор
  Серийный .begin (9600); // Устанавливаем скорость передачи окна вывода
}

// ================================================ ===============================
//  Основной
// ================================================ ===============================
пустой цикл ()
{
 состояние = digitalRead (sensorPin); // Считываем текущее состояние датчика
 if (state! = lastState) // Состояние изменилось, поэтому распечатываем новое состояние
 {
  Серийный  .print («Текущее состояние:»);
  Серийный .println (состояние);
 lastState = состояние; // Запоминаем последнее состояние, в котором мы были
 }
}
 

• Образцы протестированы при поступлении
• Упакован в закрывающийся антистатический пакет для защиты и удобства хранения.

Примечания:

1. Нет

Технические характеристики

Датчик Холла Технология интеллектуальных позиционеров последнего поколения

ВВЕДЕНИЕ

За последние несколько лет физика и электроника достигли значительных успехов, причем обе они, несомненно, достигли наибольшего развития.В наши дни кажется невозможным жить без удобств и преимуществ, которые предоставляют эти районы для повседневной жизни. В промышленных процессах и управлении мы также наблюдаем прогресс в разработке микропроцессоров, технологии Fieldbus, Интернета и т. Д.

В этой статье мы опишем интересное применение физики при разработке интеллектуальных позиционеров клапана на основе датчика Холла, сочетающих в себе несколько ресурсов производительности и диагностики.

ДАТЧИК ЗАЛА

Название Датчик Холла происходит от эффекта Холла, открытого в 1879 году Эдвином Холлом.

Этот эффект является результатом действия силы Лоренца на движение электронов в магнитном поле.

Когда ток течет по материалу, который не подвергается воздействию магнитного поля, эквипотенциальные линии, пересекающие этот поток, являются прямыми линиями.

Сила Лоренца, действующая на движение электрона, определяется по формуле:

F = q x (v x B)
где:

• q: электронная нагрузка
• B: магнитное поле

Внешний продукт указывает на то, что сила имеет взаимно перпендикулярное направление потоку тока и магнитному полю.

Когда в материале протекает ток под действием перпендикулярного магнитного поля, угол, под которым протекает ток, изменяется магнитным полем, известен как угол Холла. Это параметр, зависящий от типа материала, и он определяется подвижностью электрона m, которая также определяет коэффициент относительной влажности Холла. В этом случае эквипотенциальные линии по длине материала наклонены, и это показывает измеренное натяжение Холла. Другими словами, напряжение пропорционально приложенному магнитному полю.

Эффект Холла присутствует во всех материалах, но он эффективно применяется только там, где подвижность электрона относительно высока, как в арсенате галлия (GaAs).

В конструктивном смысле рассмотрим вкратце данный материал (рис. 1) шириной d , проводящий ток i по своей длине и подверженный магнитному полю B, приложенному перпендикулярно направлению его ширины. В результате возникает напряжение, известное как напряжение Холла, VHALL, величина которого определяется по формуле:

VHALL = (RH / d) x i x B , где RH — материальная постоянная Холла.

Рисунок 1 — Принцип работы датчика ЗАЛ

В настоящее время существует несколько приложений для этих датчиков, от применения в серводвигателях в видеокассетах, датчиках турникета контроля доступа, датчиках скорости, системе впрыска автомобильного двигателя, измерении тока, мощности и магнитного поля, управлении бесщеточными двигателями постоянного тока, датчиках приближения , управление вращением, управление положением и т. д. Это последнее приложение будет описано при работе с интеллектуальными позиционерами клапана / приводов.Речь идет об электронике и программном обеспечении в сочетании с новейшими достижениями в области механики.

ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЙ ПОЗИЦИОНЕР

Этот тип оборудования чрезвычайно важен в любой промышленной сфере, работая как последний элемент управления, связанный с приводами и клапанами. Он должен отвечать нескольким эксплуатационным требованиям, которые легко достигаются с помощью технологии датчиков Холла, например:

• Высокая чувствительность;
• Устойчивость к высоким температурам;
• Незначительные ошибки линейности;
• Незначительные погрешности вибрации;
• Воспроизводимость и стабильность, минимизация потребления и уменьшение изменчивости процесса;
• Высокая надежность, обеспечивающая бесперебойность работы и безопасность;
• Универсальность, гибкость использования независимо от производителя и типа клапана / привода, а также хода движения, что способствует соответствию новым требованиям;
• Простота эксплуатации с минимальными настройками, что упрощает установку, эксплуатацию и обслуживание, сокращая время простоя при эксплуатации;
• Предоставляет расширенные функции диагностики, эксплуатационные расходы и затраты на обслуживание, экономию времени и улучшение процессов, тем самым гарантируя постоянное улучшение процессов.

Традиционная технология для исполнительного оборудования основана на механических соединениях со сложной, низкой чувствительностью и точностью монтажа и регулировки, чаще всего ответственными за изменчивость процесса, которая отражается на стабильности управления, качестве и т. Д.

Последнее поколение интеллектуальных позиционеров для клапанов простого действия с линейным управлением (возврат змеевика) или двойного действия, таких как шарики, коробки, диафрагмы и т. Д., Поворотных регулирующих клапанов, таких как сферы, бабочки или закупоренных пневматическими приводами, такими как мембраны, поршни и т. пьезо-лезвие (?), которое было выбрано рынком для использования в полевых условиях и с датчиком положения на эффекте Холла, без физического контакта, для высокой производительности и безопасной работы.

• Компактно-модульный проект
• Низкое потребление воздуха
• Легко установить
• Датчик положения без механического контакта
• Работает с линейными и поворотными приводами простого или двойного действия
• Простая настройка и удаленная параметризация через Foundation Fieldbus, Profibus PA или локальную настройку с дисплеем
• Поток через программную функцию
• Самодиагностика

Рисунок 2 — Интеллектуальный позиционер с датчиком Холла, без механического контакта

Основными частями модуля вывода являются: пилот, сервопривод, датчик Холла и схема управления выходом.

Схема управления основана на широко распространенной и хорошо зарекомендовавшей себя технологии: пьезолопастный и золотниковый клапан.

В качестве лопасти на пилотной ступени используется пьезоэлектрический диск. Лезвие отклоняется, когда оно получает напряжение через цепь управления. Небольшой воздушный поток, который циркулирует через клюв, блокируется, изменяя давление в пилотной камере, которое называется пилотным давлением.

Управляющее давление очень низкое, без пропускной способности и должно быть усилено в секции сервопривода.Секция сервопривода имеет диафрагму на пилотной камере и меньшую диафрагму на золотниковой камере. Управляющее давление прикладывается к диафрагме управляющей камеры, которая в состоянии равновесия будет соответствовать силе, прикладываемой золотниковым клапаном к меньшей диафрагме золотниковой камеры.

Следовательно, когда положение изменяется с помощью позиционера, управляющее давление увеличивается или уменьшается, как объяснено на стадии пилотного управления, и это изменение управляющего давления заставляет клапан подниматься или опускаться, изменяя давления на выходе 1 и выходе 2 до достижения нового баланса, что приводит к новому положению клапана.

Рисунок 3 — Схема пневматического преобразователя

Рисунок 4 — FY300

Датчик Холла расположен и защищен внутри модуля преобразователя. Магнит прикрепляется к клапану или оси привода, как показано на рисунке 4 (в целях обучения), результатом чего будет приложение магнитного потока к датчику Холла и определение положения с учетом центра. магнитов, где поле равно нулю.

Рисунок 5 — Схема работы датчика Холла на позиционере клапана

Таким образом, единственная деталь механического крепления — проверить, совпадает ли стрелка, выгравированная на магните, со стрелкой, выгравированной на позиционере, когда клапан достигает половины своего хода.

Следовательно, когда клапан достигает половины своего хода, датчик Холла получает нулевое поле, а ЦП внутренне узнает, что это соответствует 50% его хода.Один крайний предел курса будет иметь, например, максимальный сигнал напряжения 100%, а другой крайний сигнал будет иметь минимальный сигнал 0%. Напряжение на крайних точках будет измеряться во время процесса самокалибровки, позиционер которого без вмешательства пользователя определяет напряжения Холла, эквивалентные физическим пределам трассы, точным и безопасным способом.

На рисунке 6 показана функциональная схема позиционера для протокола Profibus PA:

Рисунок 6 — Функциональная схема позиционера Smar FY303

На этой диаграмме показано, что позиционер получает через ПЛК (ведущее устройство класса 1) заданное значение, требуемое стратегией управления.В зависимости от режима работы, автоматического или каскадного, эта уставка будет записана через циклические службы в параметрах SetPoint или Rcasin блока AO соответственно. Это значение будет проанализировано алгоритмом блокировки для условий аварийной сигнализации и отказоустойчивости, чтобы охарактеризовать это значение в соответствии с характеристикой клапана или привода, путем выбора из линейного, 21-точечной таблицы, EQ25, EQ33, EQ50, EP25, EP33 и EP50 . Эти кривые допускают небольшие изменения уставки, чтобы довести конечный элемент до 100% (EP).После того, как кривая переноса определена с этой уставкой, определяются скорости изменения% / с для последнего элемента. Затем серво-ПИД получает этот сигнал плюс реальное положение через сигнал датчика Холла, который определяется в процессе самокалибровки или даже во время пользовательской калибровки, часто используемой в приложениях с разделенным диапазоном. Затем рассчитывается сигнал VM%, который генерирует цифро-аналоговое значение преобразователя, которое воздействует на пьезоэлектрический датчик и создает давление в камере позиционера, когда она достигает точки равновесия в соответствии с уставкой, выдаваемой мастером.Блок AO восстановит свое реальное положение и закроет цикл с мастером через параметр ReadBack.

Функции диагностики можно контролировать с помощью сигнала датчика Холла и мастера класса 2, например:

• Одометр, с помощью которого можно статистически прогнозировать ход клапана во время технического обслуживания;
• Ходы, при которых износ седел клапанов можно проверить по экстремальным условиям его протекания физическим течением;
• Reversals, чтобы посмотреть, как часто происходило изменение уставки, и проанализировать настройку контура.Чрезмерно большое количество реверсий означает, что настройка плохая и может быть нарушена изменчивость процесса;
• Средняя и мгновенная скорость перемещения, в дополнение к времени открытия и закрытия для выявления возможных заклиниваний и механических нагрузок или проблем с утечкой воздуха;
• Самая высокая и самая низкая температура, которой подвергался позиционер. В случаях, когда температура является ограничивающим фактором, FY303 можно использовать с удаленным датчиком Холла или даже в труднодоступных или подверженных вибрации местах на расстоянии до 20 м.См. Рисунок 7. Характеристики датчика Холла:

Рисунок 7 — Дистанционный позиционер Холла

Smar также поставляет FY303 датчиками давления, функции диагностики которых объединяют оборудование.

FY303 по-прежнему выдает сигнал температуры окружающей среды в качестве второстепенной функции.

Рисунок 8 — Пример применения в Profibus

Тест частичного хода или PST

Испытания и маневры связаны с затратами, связанными с остановкой завода и приобретением дополнительного оборудования для проведения испытаний клапанов, приводов и позиционеров.

Обычно дополнительное оборудование состоит из ручных запорных клапанов, отклоняющих трубопроводов, соленоидных клапанов, механических устройств на конце хода и, что не менее важно, логистики, количества профессионалов, участвующих в деятельности, и возможной потери доходов.

Идеальным вариантом были бы более частые и хорошо спланированные тесты. Кроме того, параметры, указывающие на степень разрушения клапана и позволяющие проводить профилактические работы до возникновения аварийной ситуации. И что связанные с этим затраты были намного меньше.

Простым, дешевым и надежным решением является использование теста частичного хода PST. PST просто частично перемещает клапан и измеряет усилие, приложенное к этому перемещению. Преимущество: также можно измерить скорость клапана. Или даже проверьте, не заблокирован ли клапан или находится ли пневматический привод под достаточным давлением, без необходимости идти туда, где он установлен.

Рисунок 9 — Профилактическая диагностика

Однако автоматический PST при приемлемых затратах стал реальностью только с разработкой интеллектуального позиционера клапана и широкого диапазона доступных параметров, обеспечивающих отличный спектр диагностики.

Новейшее семейство интеллектуальных позиционеров SMAR, FY400, уже включает PST в качестве заводской прошивки без дополнительных затрат с командами для пользовательской конфигурации. Кроме того, FY400 был разработан на языке EDDL (язык описания электронных устройств). к стандартам FDT Group (Field Tool Device). Драйверы Device Type Manager (DTM) для настройки и визуализации на компьютерных станциях с приложением FDT доступны на сайте Smar для бесплатной загрузки.

Как следствие отличных результатов PST для FY400, Smar только что расширила эту функцию до FY303 для интеллектуальных позиционеров клапана с протоколом связи Profibus. Без дополнительных затрат. По той же причине были разработаны DTM для FY303, которые также доступны бесплатно на странице Smar в Интернете.

Далее следуют несколько примеров экранов DTM, которые иллюстрируют функции PST, включенные в FY303,

Рисунок 10 — Примеры экранов DTM для FY303

С помощью экранов DTM можно настроить не только частичный курс, но также периодичность, с которой PST выполняется автоматически, а именно без вмешательства оператора или специалиста по КИПиА.Интеллектуальный позиционер клапана Smar PST может выполняться с интервалами от 4 минут до одного года (8760 часов).

Кроме того, PST возможен с устройства управления активами SMAR, AssetView. Данные, полученные в результате теста, можно легко визуализировать на различных экранах презентации и мониторинга AssetView.

Метод, используемый FY303 и FY400 для выполнения PST, известен как метод динамического изменения скорости. Позиционер автоматически генерирует изменение нарастания сигнала уставки в диапазоне, определяемом пользователем (Off Set).Клапан перемещается в ответ на изменение уставки, в то время как позиционер измеряет положение клапана с помощью датчика положения без механического контакта на основе эффекта Холла. В то же время позиционер измеряет прилагаемое давление, необходимое для перемещения вала клапана. После достижения максимальной уставки выключения позиционер меняет рампу, так что клапан возвращается в исходное положение. Аналогичным образом, во время реверсирования позиционер измеряет положение клапана и соответствующее давление включения.В конце испытания FY вычисляет и предоставляет коэффициент нагрузки клапана, то есть значение давления, необходимое для перемещения вала, а также график, полученный в результате испытания.

На рисунках ниже показаны примеры результатов PST на FY303 и FY400 в соответствии с протоколом FDT / DTM. Подобные экраны доступны также в SMAR AssetView.

Рисунок 11 — Экраны результатов PST

При рассмотрении растущего интереса к автоматизированным системам безопасности — SIS, PST уже признан и влияет на расчеты, относящиеся к вероятности отказа по запросу — PFD, используемой для определения уровня полноты безопасности — SIL.

Эти устройства можно настроить локально с помощью магнитного инструмента, не открывая его крышку, или удаленно через SMAR ProfibusView или Siemens Simatic PDM.

FY303 был разработан для использования протокола PROFIBUS PA и может быть сконфигурирован с любым инструментом, работающим с DD / EDDL, а также с концепцией FDT (Field Device Tool) и DTM (Device Type Manager), такими как Smar AssetView, FieldCare ^TM и PACTwareTM.Его также можно циклически настраивать любыми системами PROFIBUS с помощью файла GSD (Generic Station Description). PROFIBUS PA также предоставляет информацию о качестве и диагностике, улучшая управление установкой и ее техническое обслуживание.

EDDL (язык описания электронных устройств) и DTM доступны на сайте Smar в Интернете: http://www.smar.com.br/

Рисунок 12 — FY303 — AssetView FTD / DTM

Через файл GSD мастер выполняет весь процесс инициализации оборудования и предоставляет подробные сведения о версии аппаратного и программного обеспечения, синхронизации шины оборудования и информацию об обмене циклическими данными.FY303 имеет функциональный блок AO, с помощью которого мастер будет выполнять циклические службы, а пользователь должен выбрать конфигурацию в соответствии с приложением. Если блок AO находится в режиме AUTO, оборудование получит значение уставки и состояние от мастера класса 1, и пользователь может использовать это значение для записи через мастер класса 2. В этом случае статус уставки всегда должен быть равен 0x80 (хорошо) и выбираться из следующих конфигураций:

• SP
• SP / CKECKBACK
• SP / READBACK / POSD
• SP / READBACK / POSD / CKECKBACK

Если блок AO находится в RCAS, оборудование получит значение уставки и статус только через мастер класса 1, и статус всегда будет равен 0xc4 («IA»).Могут использоваться следующие конфигурации:

• SP
• SP / CKECKBACK
• SP / READBACK / POSD
• SP / READBACK / POSD / CKECKBACK
• RCASIN / RCASOUT
• RCASIN / RCASOUT / CKECKBACK
• SP / READBACK / RCASIN / RCASOUT / POSD / CHECKBACK

Затем просмотрите типичный пример с шагами, необходимыми для интеграции оборудования FY303 в систему громкой связи:

• Скопируйте gsd-файл FY303 в исследовательский каталог конфигуратора PROFIBUS, обычно известного как GSD.
• Скопируйте файл растрового изображения FY303 в каталог исследований конфигуратора PROFIBUS, обычно известный как BMP.
• После выбора мастера выберите скорость передачи данных и помните, что при наличии соединителей могут быть доступны следующие скорости: 45,45 кбит / с (Siemens), 93,75 кбит / с (P + F) и 12 Мбит / с (P + F). , СК3). При наличии устройства связи скорость может достигать 12 Мбит / с.
• · Добавьте FY303 с адресом, указанным на шине.
• Выберите циклическую конфигурацию с помощью параметризации с помощью файла GSD в соответствии с приложением. Помните, что этот выбор должен быть совместим с режимом работы блока AO. В этих условиях проверьте значение статуса значения уставки, которое должно быть 0x80 (хорошо) в режиме AUTO и 0XC4 (IA) в режиме Rcas.
• Состояние сторожевого таймера также может быть активировано, когда после определения потери связи между ведомым и ведущим оборудование может перейти в состояние отказоустойчивости.Поскольку FY303 будет на последнем элементе, рекомендуется настроить отказоустойчивое значение.

Для получения дополнительных сведений обратитесь к руководству на FY303 по адресу: http://www.smar.com/PDFs/Manuals/FY303MP.PDF

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Эта статья продемонстрировала технологический прогресс и преимущества, предоставляемые позиционером на основе цифровой технологии датчика Холла, в основном за счет простоты монтажа и эксплуатации. Всегда помните, что это оборудование всегда будет интегрировано в конечные элементы, критические контрольные точки, работа которых требует безопасности и точности.Гибкость, изобретательность и создание диагностических данных облегчают условия для профилактического, прогнозирующего и упреждающего обслуживания.

Для получения дополнительной информации о позиционерах обратитесь: http://www.smar.com/PDFs/catalogues/fy300cp.pdf

Для получения дополнительных сведений о ProfibusView, инструменте настройки и параметризации Profibus-PA см .: http://www.smar.com/PDFs/Manuals/PRVIEWPAMP.pdf

Дополнительные сведения об инструменте обслуживания и диагностики AssetView см. В разделе Дополнительные сведения о ProfibusView, инструменте настройки и параметризации Profibus-PA: http: // www.smar.com/brasil2/products/asset_view.asp

• Учебный материал Profibus — César Cassiolato
• CASSIOLATO, César, Hall Sensor — Технология интеллектуальных позиционеров последнего поколения, журнал Controle & Instrumentação, Edição nº 81, Junho de 2003
• НОБР, Сельсо; EMBOABA, Эдсон; ОЛИВЕЙРА, Леонардо; ВЕНТУРИНИ, Валерия, Введение в PST — тест частичного инсульта, http: // www.smar.com/PDFs/ApplicationNotes/FY300PST.pdf
• http://www.smar.com/blog_posicionadores/?p=7
• http://www.smar.com/brasil2/products/function.asp#positioners