Avec la transition des systèmes mécaniques et hydrauliques vers des systèmes électriques et électroniques, une évolution majeure s'opère également au niveau de la détection. Les anciens capteurs linéaires et rotatifs, basés sur la détection potentiométrique et optique, sont remplacés par des capteurs magnétiques modernes, insensibles aux imprécisions et aux défaillances prématurées dues à la saleté, à la poussière et à la graisse présentes dans l'habitacle.
Parmi les technologies de pointe en matière de détection magnétique dans le secteur automobile, on trouve les capteurs Triaxis® de Melexis. Cette approche de détection moderne, désormais dans sa troisième génération, est fondamentalement insensible aux nombreux champs magnétiques dispersés présents dans les véhicules modernes.
Cependant, un défi subsiste. Tout système de détection magnétique présente une part de non-linéarité due à des facteurs tels que le mécanisme de détection lui-même et l'accumulation des tolérances mécaniques au sein du mécanisme détecté.
Pour remédier à cela, les appareils de la série Melexis MLX9037x de processeurs de position Triaxis® intègrent une compensation de linéarité, ce qui améliore considérablement les performances du système de détection, un élément essentiel pour répondre aux exigences de précision des applications automobiles actuelles.
Les dispositifs MLX90371 et MLX90372 les plus récents offrent une plage de 2 à 32 points d'étalonnage, sélectionnables en fonction de la non-linéarité de l'application et de la précision de sortie souhaitée. Un nombre réduit de points d'étalonnage convient aux applications présentant une faible non-linéarité initiale, tandis qu'un nombre plus élevé est approprié pour les mouvements linéaires de grande course ou en présence d'une non-linéarité initiale importante.
Figure 1 : Comparaison de différentes options d'étalonnage pour un mouvement linéaire de +/- 8 mm
Comme le montre la figure 1, l'augmentation du nombre de points d'étalonnage améliore significativement la non-linéarité. Le graphique utilisant deux échelles différentes pour 2 et 4 points, ainsi que pour 16 et 32 points, on constate que si des erreurs de non-linéarité (ENL) pouvant atteindre 28° sont attendues avec un étalonnage à 2 points, elles sont réduites à des valeurs maximales de 1,25° et 0,8° pour des étalonnages à 16 et 32 points, respectivement.
Pour effectuer l'étalonnage, les ingénieurs utilisent le programmateur PTC-04, spécialement conçu pour un étalonnage efficace et précis des familles de circuits intégrés programmables Melexis. Ce programmateur est très similaire à un programmateur EEPROM et nécessite simplement un PC équipé d'un port de communication RS-232 ou USB. Le PTC-04 intègre sa propre alimentation programmable et mesure la tension et le courant avec une résolution de 16 bits. Il offre également de multiples options de configuration, ce qui le rend adapté au prototypage et à la production en grande série. Il permet de programmer tous les produits Melexis programmables Triaxis, à effet Hall linéaire, à verrouillage et à commutation.
Pour calibrer un capteur MLX90371/MLX90372, il suffit d'assembler le système de calibration et de connecter le programmateur PTC-04 au capteur via les broches d'alimentation, de masse et de sortie. En déplaçant l'aimant sur 32 positions et en calibrant le signal de sortie du capteur, on peut compenser l'erreur non linéaire initiale et ainsi la réduire en fonctionnement.
Le processus d'étalonnage permet également d'adapter le signal de sortie aux exigences de l'application. Par exemple, outre l'étalonnage NLE, le signal de sortie peut être programmé pour couvrir toute la plage de mesure, quel que soit l'angle, pour la détection rotative, ou toute la longueur pour la détection linéaire, garantissant ainsi une résolution et une précision maximales du capteur dans toutes les applications.
Par : Nick Czarnecki, directeur marketing – Capteurs de position et de vitesse, Melexis BV.
