凭借其专利技术，onsemi（安森美） 将感应式位置传感带入了高速、高精度领域。安森美在2022 Electronica上展示了 onsemi 的新型旋转位置电感型传感器NCS32100。
新传感器旨在取代传统基于光学编码器的位置传感器。而且，与那些传感器不同，NCS32100 不受温度和振动变化的影响。这些方面使它们非常适合极端环境条件具有挑战性的工业应用。
电感式位置传感的新机遇
今天的工业市场具有各种快速移动的机器人、传送带和其他机械。速度与高精度相结合，已成为许多应用的基准。
安森美区域市场经理Alessandro Maggioni说，电感式编码器在工业应用中享有悠久的历史，但它们历来仅限于不需要高精度且在低转速下运行的用例。借助 NCS32100，onsemi 采用了一种新方法，将电感式编码器的可靠性与光学编码器相关的精度和速度相结合。
NCS32100 使用 38 毫米传感器，在 6,000 RPM 时提供 +/-50 弧秒的精度。或者，NCS32100 可以支持高达 100,000 RPM 的速度，但精度有所降低。重要的是，电感式传感器对几乎所有形式的污染或干扰都具有低灵敏度。它们对机械振动也不敏感，并且没有“一阶”温度依赖性。
易于实施和连接
根据 Maggioni 的说法，NCS32100 传感器很容易集成到工业系统中。该芯片具有内部模拟前端，可提供自动增益和模数转换器 (ADC)。该设备还嵌入了一个 DSP 和一个 Arm Cortex-M0+ CPU 内核。可以在 NCS32100 数据表中找到更多信息。下图显示了使用 NCS32100 芯片的完整位置传感器组件。
此处显示的是基于 NCS32100 编码器芯片的完整传感器位置解决方案。图片由 onsemi 提供
嵌入式 Arm MCU 提供固件配置和校准功能，内置 NVM 闪存和使用 UART 或 SPI 总线的易于配置的通信接口。 NCS32100 与位置传感器硬件一起工作，位置传感器硬件由定子 PCB 和转子 PCB 组成。
转子 PCB 自由旋转，NCS32100 芯片安装在定子PCB上。定子 PCB 是一种双感应线圈设计，带有励磁线圈和连接 NCS32100 和连接器的接口。整个组件连接到轴上。
“这一切都非常简单且易于连接。”Maggioni 说，“这是一个集成解决方案，与竞争解决方案相比，它需要的附加组件更少。”该解决方案与竞争产品的区别还在于它输出位置和速度数据，而不是仅需要从中得出位置的原始模拟信号。
NCS32100 支持简单的 PCB 设计
Maggioni 表示，NCS32100 技术还允许在 PCB 级别进行简单而灵活的实施。它是高度可配置的，因此工程师可以处理不同尺寸的 PCB 传感器设计，这意味着他们可以更轻松地区分他们的设计。正如下面的用例图所示，PCB 设计可以非常简单。
NCS32100 使工程师能够制作简单的 PCB 传感器设计。图片由 onsemi 提供。
使用 NCS32100 的 PCB 设计不需要在转子 PCB 上焊接组件。在定子 PCB 上，NCS32100 编码器驱动、读取和编码来自 PCB 传感器的信号。传感器可以配置为不同的尺寸和精度。
如用例所示，NCS32100 上的调试端口提供对 MCU 固件进行编程的访问。一个 5 针连接器连接主控制器和一个可选的备用电池。
此外，onsemi 还提供 STR-NCS32100-GEVK 评估套件，使用户能够自由创建使用 NCS32100 设备的产品。 onsemi提供了Strata Developer Studio开发套件。 该板附有 PCB 转子和定子固定装置，但也可以移除该固定装置，以便将传感器安装到自定义应用中进行评估。
两全其美的方案
随着对高速、高精度工业电机的需求不断增长，位置传感技术也需要跟上步伐。 此外，onsemi 可能已经找到一种方法来提供这种更高的性能，而无需增加系统设计的复杂性。