Датчик фирмы «Hella»

Угловой датчик, разработанный фирмой «Неllа», не относится ни к одной из перечисленных технологий, но больше всего похож на индуктосинный датчик. На рисунке 10 изображен датчик, например, с 6-значной полюсной структурой (n = 6), который с электрической точки зрения преобразует угол поворота ф = 60° в смещение фазы амплитуды светового сигнализатора а =360°. Все необходимые структуры токопроводящих дорожек нанесены на многослойный материал токопроводящей пластины в стационарном статоре. Роторная часть может быть также выполнена в форме штампованной детали, свободнонесущей или закрепленной на пластиковом носителе (путем горячей штамповки).

На статоре находится круглая спираль с токопроводящими дорожками, которая наводит вихревой ток в зависимости от угла поворота в меандровую спираль, замыкающуюся в себе, имеющую такой же наружный диаметр и рабочую частоту 20 МГц. Такой вихревой ток, естественно, вырабатывает, так: же как и спираль возбуждения, вторичное магнитное поле, которое накладывается на поле возбуждения в таком виде, что пытается погасить была бы только одна равная круглая токопроводящая дорожка, сравнимая со спиралью статора, то она бы просто полностью гасила первичное поле. Однако за счет меандровой структуры в результате возникает многополюсное поле, которое позволяет осуществлять вращение вместе с ротором, и весь его поток магнитной индукции почти равен нулю.

Это многополюсное переменное поле считывается концентрическими приемными катушками или меандрами, находящимися на статоре. Они смещаются в ходе полюсного шага (например, 60°) на, соответственно, 1/3, т.е. электрически в их сигнальной амплитуде на 120° за шаг.

Приемные катушки распространяются через все п полюсных пар (серийное подключение) и используют сумму всех полюсных полей.

Рис. Датчик фирмы «Hella»:

• а схематическая конструкция
• b Монтаж (проводка)
• с Выходные сигналы

Согласно рисунку 10 с приемные катушки соединены в звезду. Их сигналы для определения электрического фазового угла а или механического угла поворота ф подводятся ASIC, который осуществляет необходимое (правильное) выпрямление, отбор и формирование соотношения. Версия ASIC 1 получает необходимые для этого цифровые сигналы управления от микроконтроллера, расположенного в непосредственной близости. Другая версия ASIC 2 имеет возможность полностью независимо (stand-alone) использовать датчик. ASICS позволяют совершать в ходе изготовления конечную корректировку механических и электрических допусков. Для использования при повышенных требованиях к мерам безопасности существует возможность создания дублирующей системы с двумя гальванически разделенными цепочками сигналов и двумя ASIC. Принцип действия датчика можно описать в «разрезе» как: принцип датчика скорости.

Наряду с незначительными затратами на производство основными преимуществами этого датчика являются:

• контакт и не вызывающий износа принцип осуществления измерений;
• полная независимость от температуры (до 150 °С);
• высокая точность (при диапазоне измерений от 360° до ±0,09°);
• гибкость (согласуется со всеми угловыми диапазонами до 360°);
• возможность создания дублирующей конструкции;
• высокая ЭМС-безопасность;
• исключительное использование стандартных материалов без необходимости применения ферромагнитных деталей;
• плоская конструкция.

По этим причинам датчик можно использовать в автомобиле в большом количестве мест.