【導讀】隨著工業 4.0 的de先xian進jin製zhi造zao工gong藝yi席xi卷juan全quan球qiu市shi場chang，高gao度du自zi動dong化hua係xi統tong的de需xu求qiu急ji劇ju增zeng長chang，這zhe些xie係xi統tong既ji需xu要yao在zai集ji成cheng的de製zhi造zao流liu程cheng中zhong運yun行xing，又you需xu要yao不bu斷duan收shou集ji流liu程cheng控kong製zhi數shu據ju。大da多duo數shu此ci類lei係xi統tong（包括機械臂中的磁性編碼器、接近傳感器
、傳動器
、壓力變送器

、線性電機和自主移動機器人）均需要先進的位置感應解決方案來控製性能並收集工廠級數據，從而做出更明智的決策並提高設備運行的安全性和可靠性。

圖 1 中所示自主移動機器人可以自動執行簡單的任務，例如在倉庫內運輸物料。這類工業機器人可幫助優化製造流程、增(zeng)加(jia)生(sheng)產(chan)量(liang)並(bing)提(ti)高(gao)生(sheng)產(chan)率(lv)。要(yao)在(zai)工(gong)廠(chang)車(che)間(jian)或(huo)倉(cang)庫(ku)實(shi)現(xian)安(an)全(quan)高(gao)效(xiao)導(dao)航(hang)，自(zi)主(zhu)移(yi)動(dong)機(ji)器(qi)人(ren)的(de)輪(lun)子(zi)必(bi)須(xu)內(nei)置(zhi)位(wei)置(zhi)感(gan)應(ying)和(he)速(su)度(du)控(kong)製(zhi)等(deng)高(gao)精(jing)度(du)係(xi)統(tong)控(kong)製(zhi)功(gong)能(neng)。

圖 1：自主移動機器人橫穿倉庫

可ke控kong製zhi運yun動dong的de高gao性xing能neng自zi動dong化hua係xi統tong幾ji乎hu都dou需xu要yao位wei置zhi感gan應ying
，並bing且qie位wei置zhi感gan應ying技ji術shu的de選xuan擇ze直zhi接jie影ying響xiang整zheng個ge係xi統tong的de成cheng本ben和he性xing能neng。在zai評ping估gu出chu色se的de位wei置zhi感gan應ying解jie決jue方fang案an，需xu要yao考kao慮lv傳chuan感gan器qi精jing度du、速度、功率、靈活性和可靠性等因素。

多軸線性霍爾效應位置傳感器可提供高度精確、快速且可靠的絕對位置測量
，非常適合精密自動化工業應用。這些功能有助於實現更加準確的實時控製，此類控製在提高設備性能

、優化係統效率和更大限度地減少停機時間方麵發揮著至關重要的作用。

再看一下自主移動機器人的例子
，圖 2 中的方框圖展示了輪子的電機和電機控製器之間形成的反饋環路。其中使用的是 TI 的 TMAG5170 線性 3D 霍爾效應位置傳感器，可監測電機軸的確切角度位置和電機驅動器，從而使電機旋轉。除了此反饋環路中顯示的所有元素外，該線性 3D huoerxiaoyingchuanganqitongchanghuiduixitongdaikuanheyanchiyouzhijieyingxiang。tongguocaiyongnenggoujinxinggaodaikuanceliangdechuanganqi，ninkeyitigaocifankuihuanludezhengtisudubingzengqiangxitongxingneng。

同樣，位置傳感器的測量精度決定了對電機運動的可控程度。而傳感器的速度和精度通常此消彼長，係統性能因此受到限製。TMAG5170 可實現高吞吐量數據讀取，感應速度高達 20 kSPS
，並且可進行高精度線性測量

，最大總誤差為 2.6%，讓您無需在兩者中做出抉擇。

圖 2：采用TMAG5170線性3D霍爾效應位置傳感器的自主移動機器人輪子電機模塊方框圖

功耗可能也是選擇位置傳感器時的重要考量項
，具體取決於設計的電池管理係統或電源。電池供電型係統或采用低功耗電源的係統（例如，遠程 4 mA 至 20 mA 環路供電）通常需要具備低功耗運行模式（例如，喚醒和睡眠以及深度睡眠模式）的傳感器來幫助提高吞吐量的同時降低功耗。TMAG5170 具有多個運行模式和采樣率。與其他精密線性 3D 霍爾效應傳感器相比，其電源效率至少能提升 70%，可在 1 kHz 至 20 kHz 采樣範圍內為電池供電器件或關注係統效率的輕負載模式降低功耗。

通常情況下

，位置傳感器具有嚴格的機械配置限製。線性 3D 霍爾效應傳感器功能豐富，具有可選磁性靈敏度範圍和溫度補償選項，可方便您靈活進行磁性和機械設計。TMAG5170 具有片上角度計算引擎

，無需片外處理，同時提供角度感應應用中傳感器和磁體的機械放置靈活性，包括軸上和偏軸情況下的配置。

由(you)於(yu)在(zai)自(zi)動(dong)化(hua)操(cao)作(zuo)中(zhong)工(gong)業(ye)係(xi)統(tong)與(yu)人(ren)工(gong)配(pei)合(he)日(ri)益(yi)密(mi)切(qie)
，因(yin)此(ci)需(xu)要(yao)更(geng)多(duo)安(an)全(quan)措(cuo)施(shi)來(lai)確(que)保(bao)操(cao)作(zuo)安(an)全(quan)
，此(ci)外(wai)，對(dui)用(yong)於(yu)防(fang)止(zhi)工(gong)具(ju)停(ting)機(ji)和(he)質(zhi)量(liang)問(wen)題(ti)的(de)診(zhen)斷(duan)功(gong)能(neng)的(de)需(xu)求(qiu)也(ye)不(bu)斷(duan)增(zeng)加(jia)。選(xuan)擇(ze)位(wei)置(zhi)傳(chuan)感(gan)器(qi)時(shi)，除(chu)精(jing)度(du)
、速度、功(gong)率(lv)和(he)靈(ling)活(huo)性(xing)等(deng)因(yin)素(su)外(wai)
，讀(du)數(shu)可(ke)靠(kao)性(xing)也(ye)是(shi)一(yi)個(ge)重(zhong)要(yao)因(yin)素(su)。例(li)如(ru)，如(ru)果(guo)選(xuan)擇(ze)具(ju)有(you)少(shao)量(liang)或(huo)根(gen)本(ben)不(bu)具(ju)有(you)診(zhen)斷(duan)功(gong)能(neng)的(de)傳(chuan)感(gan)器(qi)，則(ze)可(ke)能(neng)需(xu)要(yao)大(da)量(liang)外(wai)部(bu)元(yuan)件(jian)來(lai)確(que)保(bao)傳(chuan)感(gan)器(qi)數(shu)據(ju)的(de)準(zhun)確(que)性(xing)和(he)可(ke)靠(kao)性(xing)
，這(zhe)會(hui)增(zeng)加(jia)設(she)計(ji)的(de)物(wu)料(liao)清(qing)單(dan)(BOM)成本。TMAG5170 具有獨特的智能診斷功能組合，例如通信
、連續性和內部信號路徑檢查，以及可針對電源、輸入磁場和係統溫度進行配置的診斷功能。無需其他元件即可確保傳感器數據準確，從而實現長期可靠性並降低 BOM 成本。

高速高精度的位置傳感器在自動化工業係統中實現了新一代實時控製技術。TMAG5170 等精密線性 3D 霍爾效應傳感器可幫助設計人員實現快速

、精確且可靠的測量
，而無需降低性能或增加功耗和成本
，從而進一步推動工業 4.0 市場發展趨勢。

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