Qu’est-ce qu’un codeur magnétiques ?
Un codeur magnétique est un type de codeur qui utilise un capteur magnétique pour détecter les changements dans la distribution du champ magnétique comme méthode de détection des quantités physiques.
Les codeurs sont des capteurs de position qui détectent des grandeurs physiques telles que la course de l’axe linéaire et l’angle de rotation et émettent des informations sur la position sous forme de signaux électriques.
Il en existe deux types : les codeurs linéaires qui détectent les mouvements linéaires et les codeurs rotatifs qui mesurent les quantités de rotation. Les codeurs rotatifs, qui ont un large éventail d’applications lorsqu’ils sont associés à des moteurs, sont de loin les plus utilisés.
Utilisations des codeurs magnétiques
Les codeurs sont largement utilisés dans le domaine des équipements industriels, etc. En particulier, les codeurs magnétiques sont résistants à l’huile, à l’eau, à la poussière et à d’autres contaminants, et présentent une excellente résistance à la chaleur, aux vibrations et aux chocs. Ils conviennent donc à une utilisation dans des environnements difficiles tels que des températures élevées avec beaucoup de vibrations et de chocs. Ils peuvent notamment être utilisés sur des machines-outils et des équipements industriels dans des environnements poussiéreux et dans des usines où il y a des projections d’eau et d’huile de coupe.
Contrairement aux codeurs optiques, le codeur ne nécessite pas de disque avec une fente, et le même niveau de résolution peut être atteint dans une taille plus petite. Par rapport aux codeurs optiques, les codeurs magnétiques comportent moins de composants et consomment moins d’énergie ; ils sont donc souvent utilisés lorsque la compacité, la légèreté et la faible consommation d’énergie sont importantes.
Principe des codeurs magnétiques
Il existe deux types de méthodes de sortie des codeurs : incrémentale, qui fournit l’angle par rapport à la position de départ, et absolue, qui fournit l’angle en tant que valeur absolue. Avec les codeurs magnétiques, l’onde sinusoïdale de la forme d’onde de tension correspond à l’angle absolu, ce qui rend la sortie absolue plus facile qu’avec les codeurs optiques.
Un codeur magnétiques typique se compose d’un capteur magnétique et d’un aimant permanent.
1. Capteur magnétique
Les éléments Hall et les éléments MR sont utilisés comme capteurs magnétiques. Les éléments Hall sont des capteurs qui détectent le magnétisme en utilisant l’effet Hall, dans lequel une tension correspondant à la densité et à la direction du flux magnétique est générée lorsqu’un courant électrique passe à travers un film semi-conducteur mince.
Les éléments MR, également appelés éléments magnétorésistifs, sont des capteurs qui détectent le magnétisme en utilisant l’effet magnétorésistif, dans lequel la valeur de la résistance électrique change avec l’intensité du champ magnétique.
2. Aimants permanents
Les aimants permanents sont fixés à des objets en rotation ou en mouvement. Lorsque l’arbre tourne et que la position de l’aimant permanent change, la distribution du champ magnétique change et la densité du flux magnétique appliquée au capteur magnétique change. Le capteur magnétique convertit le changement de densité du flux magnétique en un signal électrique et peut fournir des informations sur la position de l’arbre.
Caractéristiques des codeurs magnétiques
Les codeurs magnétiques sont sensibles aux interférences magnétiques des moteurs électriques. Par conséquent, la plage de températures de fonctionnement dans laquelle ils peuvent fonctionner est limitée.
À ce jour, les codeurs magnétiques ont fait l’objet de nombreuses améliorations. Toutefois, leur précision et leur résolution générales sont inférieures à celles des codeurs optiques et capacitifs.
Par ailleurs, les codeurs optiques sont plus sensibles à la saleté, à la poussière et à l’huile. En revanche, les codeurs capacitifs sont résistants aux contaminants environnementaux, économisent de l’espace, ont une
Structure des codeurs magnétiques
1. Capteur magnétique
Les éléments Hall, qui sont des capteurs magnétiques utilisant l’effet Hall, sont principalement constitués de matériaux semi-conducteurs. Les matériaux semi-conducteurs comprennent les semi-conducteurs composés tels que l’arséniure d’indium (InAs), l’arséniure de gallium (GaAs) et l’indium antimoine (InSb), ainsi que le silicium (Si) qui peut être monté sur une puce de circuit intégré.
L’arséniure d’indium offre un bon équilibre entre les caractéristiques de température et la sensibilité, l’arséniure de gallium a des caractéristiques de température stables et l’antimoine d’indium a une sensibilité élevée. Les éléments Hall peuvent être divisés en deux types, qui détectent l’intensité du champ magnétique dans les directions longitudinale et transversale.
2. L’aimant permanent
L’aimant permanent couramment utilisé dans les codeurs magnétiques est un disque magnétisé dans le sens radial ou dans le sens du plan. Les dimensions du codeur et les matériaux de l’aimant peuvent être choisis tant que les exigences en matière de densité de flux magnétique pour le fonctionnement sont respectées.
Les principaux types utilisés sont la ferrite, le néodyme (Ne-Fe-B) et le samacova (SmCo). Les matériaux à base de ferrite sont moins chers, ceux à base de néodyme sont plus petits et plus légers, et ceux à base de samarium-cobalt ont de meilleures caractéristiques de température.