iC-Haus编码器芯片以其高集成度和技术多样性而闻名,提供包括光学、磁性和电感式解决方案在内的多种技术选项。

1. 技术概述

  • 多样化传感技术: 提供光学、磁性和电感式解决方案。

  • 高集成度: 采用系统级芯片设计,将传感器、信号处理和接口集成于一体。

2. 核心技术特点

  • 高分辨率: 支持高达26位光学分辨率和21位磁性分辨率。

  • 智能校准: 内置自动校准功能,可补偿安装误差和不对准问题。

  • 灵活接口: 提供多种输出选项,包括BiSS、SSI、SPI、ABZ和UVW。

  • 宽温工作: -40°C至+125°C的工作范围,适用于恶劣的工业环境。

  • 低功耗选项: 支持电池供电的多圈编码器设计。

3. 主要应用

  • 机器人和伺服电机控制

  • 工业自动化系统

  • 精密运动控制

  • 电池供电的位置传感解决方案

对于iC-HAUS的磁编码器芯片,选择合适的磁环(磁目标)对于磁编码器芯片的性能至关重要,因为传感器的精度直接受到磁场质量、极对数匹配及安装距离的影响。我们梳理了iC-haus几个磁编码器芯片的系列,将不同系列匹配的磁环要求做了大体分类。

芯片系列技术类型/核心应用主要特点对磁环/磁栅的要求
iC-TW3924位 TMR 角度传感器,用于高分辨率轴端角度测量、伺服电机控制高灵敏度、大工作距离、极低延迟 (1.5µs)、±0.15° INL 高精度、支持 BiSS/SSI/ABZ/UVW 输出、自动校准配合径向磁化的磁环使用,例如直径为 9mm 或 14mm 的参考环
iC-TW1110位超低功耗磁旋转编码器,用于电池供电设备、数字电位器、控制旋钮超低功耗(10Hz采样时平均 3µA)、支持 1.8V I/O、可通过 SPI 或外部信号触发测量径向充磁的圆柱形磁铁,推荐直径 3 mm 至 6 mm(典型使用 4×4 mm 磁铁)
iC-PVL电池缓冲霍尔多圈编码器,用于直线和离轴/同轴多圈位置传感超低功耗 (<10µA)、主电源故障后自动切换至电池供电并继续计数、FlexCount® 逻辑实现可配置圈数、支持 SSI, I²C, ABZ 输出多极磁环或直线磁栅,极宽要求:1.0mm 至 5.0mm
iC-PVS通用霍尔传感器,用于增量式或绝对式位置检测,带有电池缓冲的 56 位计数器灵活可配置的霍尔阵列前端、集成 6 位插值器、超低功耗 (2-30µA)、支持 BiSS/SPI/增量式/正余弦模拟输出。可与 iC-TW29 结合使用以获得更高分辨率多极磁环或直线磁栅(极宽 1.0-2.5mm),或使用背磁扫描铁磁性齿轮(模数 0.3-1.5)
iC-MHL200用于直线和旋转磁编码器应用的集成片上系统 (SoC)包含线性霍尔传感器阵列、自动信号放大控制、提供增量信号 (ABZ, 12位) 和换相信号 (UVW),最高直线分辨率 4096 步/磁极周期磁栅或磁轮,极宽要求为 2mm
iC-MU用于旋转/直线应用的磁性编码器双轨扫描;采用游标 (Nonius) 技术,可生成高分辨率单圈数据,构成多圈编码器系统多极磁环,要求 32/64 对极
以下是根据芯片系列和扫描方式整理的磁环选型建议:
1. 同轴(On-Axis / End-of-Shaft)应用
同轴芯片安装在电机轴的末端,通过感应上方径向充磁磁铁的磁场方向来确定角度
  • 磁铁类型: 必须使用**径向充磁(Diametrically Magnetized)**的圆柱形或圆盘形永久磁铁
  • 尺寸要求:
    • iC-MA 和 iC-TW11: 建议使用直径 3 mm 至 6 mm 的磁铁(典型值为 Ø 4 mm × 4 mm)。磁铁的长度与直径比(L/D)建议在 0.3 到 2 之间
    • iC-TW39: 建议使用较大的磁铁,推荐最小尺寸为 Ø 9 mm × 2.5 mm
  • 磁场强度:
    • 大多数芯片要求在芯片表面达到 20 kA/m 至 100 kA/m 的磁场强度
    • iC-TW39 则要求磁场范围在 30 mT 到 160 mT 之间,推荐约 60 mT
  • 材料选择: 建议使用**钕铁硼(NdFeB)钐钴(SmCo)**材料,这些材料磁性强且不易受外界干扰
2. 离轴(Off-Axis / Hollow Shaft)及线性应用
离轴扫描通常用于空心轴或大直径转轴,芯片感应磁环(极轮)或磁带上的极性变化
  • 核心参数:磁极宽度(Pole Width / Pitch)
    • iC-MHL200: 严格要求磁极宽度为 2 mm(即一个南北极周期 P 为 4 mm)
    • iC-MU: 磁目标通常具有两个轨道,极宽约为 1.28 mm,典型应用是配合标准 Ø 30 mm 的 MU2S 磁盘
    • iC-PVL: 具有极高的灵活性,支持 1.0 mm 到 5.0 mm 的极宽。在差分扫描模式下,1.5 mm 是理想的磁极尺寸
    • iC-PVS: 适用于 1.0 mm 到 2.5 mm 的极宽,或者模数为 0.3 到 1.5 的铁磁齿轮(需加背磁)
    • iC-MZ: 差分霍尔开关,最佳磁周期 P = 4 mm(即极宽 2 mm
3. 特殊功能与匹配逻辑
  • FlexCount® 技术: 像 iC-PVL、iC-PVS 和 iC-MU 这样的芯片带有 FlexCount 逻辑,可以自由编程将特定数量的磁周期(例如 1 到 256 个极对)定义为一个机械圈。这意味着您可以根据机械结构的大小选择不同对数的磁环,再通过软件进行电子匹配
  • 齿轮扫描: 如果不使用多极磁环,iC-PVS 和 iC-MZ 也可以通过增加**背磁(Back-bias magnet)**来扫描普通的钢制齿轮,iC-PVS 支持模数 0.3 到 1.5 的齿轮
4. 选择磁环时的关键检查点
  1. 气隙(Air Gap): 磁环与芯片表面的典型操作距离通常在 0.5 mm 到 2 mm 之间,具体取决于磁场强度
  2. 磁场监控: iC-Haus 芯片(如 iC-TW11、iC-PVL)通常内置自动增益控制(AGC)或磁场监测位(如 MAG_ERR),可用于验证磁环安装后的强度是否达标
  3. 安装公差: 像 iC-TW39 这样的 TMR 传感器对磁铁的偏心和距离公差有较强的容忍度

对于ic-MU系列磁编码器芯片,我们可以提供以下规格的标准件产品。

轴向双码道磁环 
IC MU200
ReferenceNumber of pole pairs on master trackNumber of pole pairs on Nonius trackIDODDiameter of master trackDiameter of Nonius trackPole width of master trackPole width of Nonius track
A2003200323125mm44.5mm40.8mm32.8mm2mm1.66mm
A2006400646362mm85mm81.5mm73.5mm2mm1.83mm
IC MU150
ReferenceNumber of pole pairs on master trackNumber of pole pairs on Nonius trackIDODDiameter of master trackDiameter of Nonius trackPole width of master trackPole width of Nonius track
A150320032311834.530.623.41.51.34
A1506400646347,4065,1061.153.91.51.34
IC MU
ReferenceNumber of pole pairs on master trackNumber of pole pairs on Nonius trackIDODDiameter of master trackDiameter of Nonius trackPole width of master trackPole width of Nonius track
A12864006463385652.2451.281.12
A1283200323115292618.881.281.12
径向双码道磁环
IC MU
ReferenceNumber of pole pairs on master trackNumber of pole pairs on Nonius trackIDODDiameter of master trackDiameter of Nonius trackPole width of master track/°Pole width of Nonius track/°
R128600032312024.54.81.25.63 5.81 
IC MU150
ReferenceNumber of pole pairs on master trackNumber of pole pairs on Nonius trackIDODDiameter of master trackDiameter of Nonius trackPole width of master track/°Pole width of Nonius track/°
R1503000646353.159.65.82.22.81 2.86 

除了标准磁环产品外,我们还可以根据您的具体应用需求提供定制化的磁环解决方案。我们希望与您一同讨论关于您的具体要求——磁极数、尺寸、机械集成方式、磁性能等。

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