Con il passaggio del cuore pulsante del veicolo da sistemi meccanici e idraulici a sistemi elettrici ed elettronici, si sta verificando un cambiamento significativo anche nel campo della rilevazione. I vecchi sensori lineari e rotativi, basati su principi potenziometrici e ottici, vengono sostituiti da moderni sensori magnetici che non risentono di imprecisioni o guasti prematuri dovuti a sporco, polvere e grasso presenti nei veicoli.
Una delle tecnologie alla base del rilevamento magnetico nel settore automobilistico è rappresentata dai sensori Triaxis® di Melexis. Questo moderno approccio di rilevamento, giunto alla sua terza generazione, è sostanzialmente insensibile ai numerosi campi magnetici diffusi presenti nei veicoli moderni.
Tuttavia, rimane una sfida. Ogni sistema di rilevamento magnetico presenta un elemento di non linearità causato da fattori quali il meccanismo di rilevamento stesso e l'accumulo di tolleranze meccaniche all'interno del meccanismo da rilevare.
Per ovviare a questo problema, i dispositivi della serie Melexis MLX9037x di processori di posizione Triaxis® includono una compensazione di linearità integrata, che migliora drasticamente le prestazioni del sistema di rilevamento, fondamentale per soddisfare la precisione richiesta nelle esigenti applicazioni automobilistiche odierne.
I dispositivi MLX90371 e MLX90372 di ultima generazione offrono un intervallo da due a 32 punti di calibrazione, selezionabili in base alla non linearità dell'applicazione e alla precisione di uscita desiderata. Un numero inferiore di punti di calibrazione può essere adatto per applicazioni con bassa non linearità iniziale, mentre un numero maggiore di punti è appropriato per movimenti lineari a corsa lunga o in presenza di una significativa non linearità iniziale.
Figura 1: Confronto tra diverse opzioni di calibrazione per spostamenti lineari di +/- 8 mm
Come si può osservare nella Figura 1, l'aumento del numero di punti di calibrazione migliora significativamente la non linearità. Dato che il grafico utilizza due scale diverse per 2 e 4 punti e per 16 e 32 punti, si può notare che, mentre con la calibrazione a 2 punti ci si possono aspettare errori di non linearità (NLE) fino a 28°, questi si riducono a valori massimi di 1,25° e 0,8° rispettivamente per la calibrazione a 16 e 32 punti.
Per eseguire la calibrazione, gli ingegneri utilizzano il programmatore PTC-04, specificamente progettato per la calibrazione efficiente e precisa delle famiglie di circuiti integrati programmabili Melexis. Il programmatore è molto simile a un programmatore di EEPROM e richiede semplicemente un PC dotato di una porta di comunicazione RS-232 o USB. Il PTC-04 include un proprio alimentatore programmabile e può misurare tensione e corrente con una risoluzione a 16 bit. Offre inoltre diverse opzioni di configurazione, che lo rendono adatto sia alla prototipazione che alla produzione su larga scala, e può essere utilizzato per programmare tutti i prodotti programmabili Melexis di tipo Triaxis, Linear Hall, Latch e Switch.
Per calibrare uno dei sensori MLX90371/MLX90372, è sufficiente assemblare il sistema di calibrazione e collegare il programmatore PTC-04 al dispositivo tramite i pin di alimentazione, massa e uscita. Spostando il magnete in diverse posizioni (fino a 32) e calibrando l'uscita del sensore, è possibile compensare l'errore di linea di campo iniziale (NLE) e quindi ridurlo durante il funzionamento.
Il processo di calibrazione consente inoltre di adattare l'output ai requisiti dell'applicazione. Ad esempio, oltre alla calibrazione NLE, l'output può essere programmato per coprire l'intero intervallo a qualsiasi angolazione per il rilevamento rotativo, oppure l'intera lunghezza per il rilevamento lineare, garantendo così che il sensore offra la massima risoluzione e precisione in tutte le applicazioni.
A cura di: Nick Czarnecki, Direttore Marketing - Sensori di posizione e velocità, Melexis BV.
