À medida que o coração do veículo passa de mecânico e hidráulico para elétrico e eletrónico, está também a ocorrer uma mudança significativa na área dos sensores. Os sensores lineares e rotativos mais antigos, que dependiam da deteção potenciométrica e ótica, estão a ser substituídos por sensores magnéticos modernos que não sofrem de imprecisões ou falhas prematuras devido à sujidade, pó e gordura presentes nos veículos.
Uma das tecnologias que impulsionam a deteção magnética no mundo automóvel são os sensores Triaxis® da Melexis. Esta abordagem moderna de detecção está agora na sua terceira geração e é fundamentalmente insensível aos diversos campos magnéticos dispersos encontrados nos veículos modernos.
No entanto, um desafio persiste. Todo o sistema de deteção magnética apresenta um elemento de não linearidade causado por fatores que incluem o próprio mecanismo de deteção, bem como a acumulação de tolerâncias mecânicas dentro do mecanismo que está a ser detetado.
Para solucionar este problema, os dispositivos da série MLX9037x de processadores de posição Triaxis® da Melexis incluem compensação de linearidade integrada, o que melhora drasticamente o desempenho do sistema de sensorização, fundamental para satisfazer a precisão exigida nas aplicações automóveis atuais.
Os mais recentes dispositivos MLX90371 e MLX90372 oferecem uma gama de dois a 32 pontos de calibração, que podem ser selecionados para se adequarem à não linearidade da aplicação e à precisão de saída desejada. Um menor número de pontos de calibração pode ser adequado para aplicações com baixa não linearidade inicial, enquanto que um maior número de pontos é apropriado para movimentos lineares de longo curso ou onde existe uma não linearidade inicial significativa.
Figura 1: Comparação das diferentes opções de calibração para um movimento linear de +/- 8 mm
Como se pode observar na Figura 1, o aumento do número de pontos de calibração melhora significativamente a não linearidade. Dado que o gráfico utiliza duas escalas diferentes para 2 e 4 pontos e 16 e 32 pontos, verifica-se que, enquanto se podem esperar erros de não linearidade (ENL) até 28° com a calibração de 2 pontos, estes são reduzidos a um máximo de 1,25° e 0,8° para a calibração de 16 e 32 pontos, respetivamente.
Para realizar a calibração, os engenheiros utilizam o programador PTC-04, concebido especificamente para a calibração eficiente e precisa das famílias de circuitos integrados programáveis da Melexis. O programador é muito semelhante a um programador de EEPROM e requer apenas um computador com uma porta de comunicação RS-232 ou USB. O PTC-04 tem a sua própria fonte de alimentação programável e pode medir tensão e corrente com uma resolução de 16 bits. Inclui também diversas opções de configuração, tornando-o adequado para prototipagem e produção em larga escala, e pode ser utilizado para programar todos os produtos programáveis Triaxis, Linear Hall, Latch e Switch da Melexis.
Para calibrar um dos sensores MLX90371/MLX90372, o utilizador simplesmente monta o sistema de calibração e liga o programador PTC-04 ao dispositivo através dos pinos de alimentação, terra e saída. Ao mover o íman para várias posições (até 32) e calibrar a saída do sensor, o NLE inicial pode ser compensado e, assim, reduzido durante o funcionamento.
O processo de calibração permite também que a saída seja adaptada aos requisitos da aplicação. Por exemplo, para além da calibração NLE, a saída pode ser programada para cobrir toda a gama em qualquer ângulo para deteção rotativa, ou todo o comprimento para deteção linear, garantindo assim que o sensor oferece a máxima resolução e precisão em todas as aplicações.
Por: Nick Czarnecki, Director de Marketing - Sensores de Posição e Velocidade, Melexis BV.
