【導讀】電機驅動係統 (EMDS) 高度依賴位置編碼器來提升效率
，並滿足日益嚴苛的法規要求。如圖 1 所示，位置編碼器將感知到的速度和位置信息反饋給控製器
，從而實現高精度電機控製和同步。位置編碼器種類繁多
，包括機械式、光學式、磁式或電感式。

電機驅動係統 (EMDS) 高度依賴位置編碼器來提升效率，並滿足日益嚴苛的法規要求。如圖 1 所示

，位置編碼器將感知到的速度和位置信息反饋給控製器
，從而實現高精度電機控製和同步。位置編碼器種類繁多，包括機械式、光學式、磁式或電感式。

圖 1：通過編碼器實現高精度電機控製和同步

值得注意的是，旋轉電感編碼器在惡劣環境下具有顯著優勢，能夠有效抵抗汙垢、磁性碎屑、濕氣和衝擊等汙染因素的影響。這些器件基於法拉第電磁相互感應原理
，在工業 4.0 的各個領域得到廣泛應用
，能夠測量變速箱、踏板、機械臂等眾多工業係統的位置移動。

旋轉電感傳感器原理

典型的旋轉電感編碼器有三個主要部件
，如圖 2 所示。轉子安裝在旋轉電機軸上


，定子安裝在編碼器外殼上。轉子和定子都有扁平線圈，這些線圈被集成在 PCB 上，而位置感知器件（例如安森美 (onsemi) 的 NCS32100 電感位置傳感器）通常安裝在定子上。

感知器件將正弦波（NCS32100 為 4 MHz）傳chuan輸shu到dao定ding子zi上shang的de勵li磁ci線xian圈quan，該gai線xian圈quan起qi到dao天tian線xian的de作zuo用yong
，將jiang能neng量liang耦ou合he到dao轉zhuan子zi的de接jie收shou線xian圈quan中zhong。定ding子zi也ye有you一yi組zu接jie收shou線xian圈quan，當dang轉zhuan子zi旋xuan轉zhuan時shi，其qi線xian圈quan中zhong的de耦ou合he能neng量liang會hui對dui定ding子zi接jie收shou線xian圈quan產chan生sheng擾rao動dong。感gan知zhi器qi件jian與yu定ding子zi接jie收shou線xian圈quan相xiang連lian以yi接jie收shou輸shu入ru信xin號hao，並bing通tong過guo分fen析xi定ding子zi接jie收shou線xian圈quan中zhong的de擾rao動dong來lai測ce量liang轉zhuan子zi位wei置zhi。

通過增加轉子和定子線圈的數量，改變線圈的模式，以及增加感知器件接收的輸入數量，可以提高旋轉電感編碼器的分辨率和精度。

圖 2：旋轉電感編碼器有三個主要部件

安森美 NCS32100 簡介

NCS32100 是一款新近獲得專利的雙電感傳感器，非常適合工業市場應用，包括機器人、電機控製和定位
、伺服應用等。

NCS32100 支持靜態高速應用，在高達 6,000 rpm 的轉速下可實現 50 角秒或更高的精度，功能轉子轉速最高可達 45,000 rpm。

全功能控製器和傳感器接口與非接觸式 PCB 傳感器配合使用時，可實現高分辨率
、高精度角度感知。該器件具有高度可配置的 8 通道傳感器接口，支持連接多種類型的電感傳感器，並提供豐富的數字輸出格式。此外
，它還提供了速度

、溫度和備用電池測量，集成的電源電路支持寬 VCC 範圍和備用電池能力。

安森美基於 Web 的設計工具

旋轉電感編碼器的整體分辨率和精度
，取決於定子和轉子 PCB 的設計以及感知器件的性能。PCB 設計具有挑戰性，對走線寬度和間距
、通孔焊盤直徑、鑽孔直徑

、銅和絕緣層的厚度等參數都有嚴格的容差要求。

鑒於不當的設計會極大地影響編碼器的性能
，安森美創建了基於 Web 的 NCS32100 PCB 設計工具，以指導工程師完成必要的 PCB 設計步驟。使用該工具時
，用戶遵循三步流程（參見圖 3）：首先輸入一組明確的數據來描述編碼器設計，然後生成轉子和定子 PCB 的詳細圖紙
，最後根據輸入的設計參數運行仿真。用戶運行的這些仿真根據輸入參數模擬接收器輸入幅度和角度誤差（角秒），通過迭代這些參數，解決方案就能針對成本和精度要求進行優化。

圖 3：使用 NCS32100 PCB 設計工具的三步開發流程

安森美助您更快實現盈利

旋轉電感編碼器因其穩健性和抗汙染能力，成為惡劣工業環境中電機控製方案的常見選擇。雖然安森美的 NCS32100 傳感器為設計人員提供了高度精確且可配置的方案
，但糟糕的 PCB 設計可能會降低任何使用該傳感器的編碼器係統的整體性能。NCS32100 PCB 設計工具讓設計人員能夠放心地優化 PCB 設計，而無需投入資源進行原型設計。PCB 線圈設計工具支持一係列輸入選項的快速迭代，幫助設計人員根據成本和精度要求迅速優化 PCB 設計
，從而加快開發進程並縮短產品上市時間。

工業係統製造商對其基於 NCS32100 的設計的精度充滿信心，因為在安森美進行的測試中，該器件的精度水平可與被視為行業標杆的精密 Gurley 編碼器相媲美。

欲了解有關安森美的 NCS32100 和可用設計工具的更多信息
，請觀看以下完整版免費網絡研討會：利用電感位置傳感器 PCB 設計工具提高精度

免責聲明：本文為轉載文章
，轉載此文目的在於傳遞更多信息，版權歸原作者所有。本文所用視頻、圖片
、文字如涉及作品版權問題，請聯係小編進行處理。

推薦閱讀：

迎刃而解——華大九天Polas利器應對功率設計挑戰

驅動電路設計（一）—— 驅動器的功能綜述

借助隔離式電壓檢測，實現功率轉換與電機控製效率飛躍

芯海科技BMS：讓每塊電池的安全都值得信賴

安森美公布 2024 年第四季度及全年業績