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[参考译文] TMAG5170-Q1:TMAG5170查询

Guru**** 612015 points
Other Parts Discussed in Thread: DRV5055, TMAG5170, TMAG5110, TMAG5111
请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/sensors-group/sensors/f/sensors-forum/1187156/tmag5170-q1-tmag5170-queries

器件型号:TMAG5170-Q1
主题中讨论的其他器件:DRV5055TMAG5170TMAG5110TMAG5111
  1. TMAG5055是否能够像编码器一样使用? 它能否检测到10000rpm 时不断变化的磁场?  (如果磁场在传感器限制范围内)
  2. 传感器本质上是线性的、而其应用是磁体的位置感应。 在10000rpm 时、传感器的输出是否会有任何延迟?
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    Prathmesh、

    DRV5055和 TMAG5170均可用于角度编码器应用。  DRV5055仅对单个场分量敏感、因此角度测量需要两个器件。  另一方面、TMAG5170是一种3D 传感器、可以捕获全部三个矢量分量的场。  应始终至少有两个可用于角度计算、但可能需要进行幅度校正、以便为角度计算提供标准化输入。   

    DRV5055是一款感应带宽为20kHz 的模拟输出器件。  TMAG5170是一款数字输出器件、两个通道的最大采样率为13.3kSPS。   

    DRV5055 (传播延迟为10us)

    TMAG5170 -(2通道采样时间约为75us。)

    使用10kRPM 的转速、我们将看到每秒167次的转速。  可以使用任一器件是合理的。  为了使用 TMAG5170改进角度计算、可能需要增加采样平均值计算、但这将增加总采样持续时间并增加额外延迟。

    谢谢、

    Scott

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    谢谢

    因此、它们可用于位置感应和编码器应用。

    [引用 userid="269984" URL"~/support/sensors-group/sensors/f/sensors-forum/1187156/tmag5170-q1-tmag5170-queries/4472228 #4472228"]角度计算应始终至少使用两个参数,但可能需要进行幅度校正,以便为角度计算提供标准化输入。
    • 这一点适用于 DRV5055、对吧?

    • 另外、我如何理解以下图形并将其与 10k rpm 时10毫米垂直间隙处的传播延迟相关联?  

    https://www.ti.com/lit/an/slya059/slya059.pdf?ts=1673848166474&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.ti.com%252Fproduct%252FTMAG5170 
    图2-4. 线性位置扫描、磁体厚度增加

    简而言之、如果磁体与传感器保持7mm 或10mm 的距离、则电机以10k rpm 的转速旋转。 传感器将如何看到它? 是否会错过感应磁场读数? 如何考虑这些因素?

    • 此外、我们是否有 用于"磁体"的"霍尔效应磁场计算器"? 如下链接所示。
      www.ti.com/.../DRV5055
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    要使用线性霍尔效应器件捕获角度数据、需要有两个90度异相的输出。  由于 DRV5055仅对 Z 轴分量敏感、因此它需要两个器件以机械方式间隔90度。  放置在旋转径向磁体的位置、这将在两个输出之间产生正弦/余弦关系。  这提供了反正切计算所需的必要输入。  TMAG5170具有3个集成在同一封装中的相互正交霍尔元件。  这允许使用单个器件来捕获所需的场数据、因为 X、Y 和 Z 磁场分量在相位上自然分离90度。   

    您的回复中缺少参考图、但传播延迟会导致磁体实际角度与角度计算结果之间出现一些固定的相位延迟。  为了在这样的速度下实现位置控制的最高精度、有必要使用传播延迟和总通信/计算时间来考虑磁体位置的变化。  否则、产生的角度计算将始终落后于磁体的实际位置。  以下应用手册对此进行了讨论

    https://www.ti.com/lit/an/sbaa539/sbaa539.pdf

    链接的文档 SLYA059专用于在传感器附近以线性路径行进的磁体。  本文档中显示的波形图使用轴向极化磁体、无需旋转。  如果将这种类型的磁体放置在旋转轮/齿轮的外周上、则产生的响应将与本文档中的图相似。  不过、这通常不是用于角度编码的方法。  相反、磁体以旋转轴为中心、并且传感器放置在附近、这样磁体就不会离开传感器的附近。  

    如果磁场变化得足够快、传感器可能会"漏掉"通过的磁体。  所有霍尔效应器件必须在短时间内集成输入信号。  产生的转换将是采样时间的整个输入积分部分的场平均值。  对于 TMAG5170、数据表中的下图显示了这一点:

    您可能会在此处找到一个有用的工具:

    https://www.ti.com/tool/HALL-PROXIMITY-DESIGN

    谢谢、

    Scott

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    谢谢 

    [引用 userid="269984" URL"~/support/sensors-group/sensors/f/sensors-forum/1187156/tmag5170-q1-tmag5170-queries/4474999 #4474999"]链接的文档 SLYA059专用于传感器附近以线性路径传输的磁体。  本文档中显示的波形图使用轴向极化磁体、无需旋转。  如果将这种类型的磁体放置在旋转轮/齿轮的外周上、则产生的响应将与本文档中的图相似。  不过、这通常不是用于角度编码的方法。  相反、磁体以旋转轴为中心、并且传感器放置在附近、这样磁体就不会离开传感器的附近。  [/报价]

    我正在寻找一个正交放置的径向磁体。

      与径向磁体正交放置的 TMAG5170传感器和用于角度测量的 DRV5055传感器(两个传感器相隔90度)的最大旋转速度限制是多少?

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    TMAG5170的最大速度取决于您实现精度目标所需的平均值计算量以及您可以管理的总体"展望未来"。   

    我先前链接的文档有一个图解、您可以将其用作参考:

    该图仅考虑完成一次转换所需的总时间以及根据旋转速度发生的角度变化。   

    在高速系统中、控制器必须能够根据已知速度信息预测位置。  最大速度将由系统中的精度要求以及算法根据传感器数据(具有传播延迟)预测电流位置的能力来设置。  不过、理想情况 下、磁体在器件的积分周期内的旋转度应小于180度、我可能会尝试以小于45度的延迟作为起点。

    但是、DRV5055是一款线性模拟器件。  工作带宽为20kHz、应轻松适应10kRPM。

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    X 轴和 Y 轴感应径向磁体场以提供角度输出。
    不确定这是否有效、但 距离为10mm 的径向磁体场中的 z 轴霍尔传感器感应是什么? 它会感应到任何磁场吗? 穿过 z 轴的磁场线(如果 atall)的强度是多少?

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    Prathmesh、

    下面是一个轴上旋转的图像、其中磁体在旋转轴上居中:

    将传感器放置在磁体下方、也放置在该旋转轴上、磁体的磁场将与磁体表面平行、并朝向磁体的 S 极。  随着磁体旋转、X 轴和 Y 轴的理想正弦/余弦将出现。  由于矢量与该位置的磁体平行、因此没有 Z 分量。  

    在实践中、系统容差和外部影响者(例如地球磁场)可能会导致在 Z 方向观察到少量磁场。  这应该保持很低的值、但很难为每个磁体/气隙/系统进行量化。  该部分字段可用于预测性维护。  但是、该位置并非总是所有设计的理想位置、某些系统要求将传感器放置在远离中心的位置。  这仍然会产生 X 和 Y 字段、但它们的振幅可能不匹配。  在第二种情况下、Z 分量也会增加。  这将根据传感器的位置以及磁体的形状和材料而变化。

    谢谢、

    Scott

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    谢谢 

    我使用了上述工具。

    [引用 userid="269984" URL"~/support/sensors-group/sensors/f/sensors-forum/1187156/tmag5170-q1-tmag5170-queries/4474999 #4474999"]

    您可能会在此处找到一个有用的工具:

    https://www.ti.com/tool/HALL-PROXIMITY-DESIGN

    [/报价]

    但我无法从中获取输出。我尝试更改范围设置0、1、2。

    然后单击"Calculate B-field & Vout"。 我收到运行时错误9。

    我已安装 FEMM。

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    Prathmesh、

    最新版本中似乎存在错误、我已通知负责该工具的人员。  我相信您正在尝试为您的指定磁体找到理想范围。  我已经尝试使用我可以访问的另一个仿真工具来模拟您的设置。   

    在左侧的图像中、它显示了直径为20mm、与传感器位置间隙为10mm 的磁体。 距离扫描从该位置开始、然后将磁体移至更靠近传感器位置的位置。  (此传感器标记不考虑封装尺寸)。  由于磁体在此仿真中不旋转、我们可以看到磁场完全沿 Y 方向旋转。  最终位置是传感器上方10um、以避免传感器进入磁体空间。   

    该 N52磁体非常大、因此它会产生相当强的磁场、当磁体距离传感元件小于7.5mm 时、该磁场会使 TMAG5170A1的输入饱和。   

    谢谢、

    Scott

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    谢谢 

    [引用 userid="269984" URL"~/support/sensors-group/sensors/f/sensors-forum/1187156/tmag5170-q1-tmag5170-queries/4477446 #4477446"]最新版本中似乎存在错误,我已通知负责该工具的人员。

    好的、我们什么时候可以期待新版本发布?

    [引用 userid="269984" URL"~/support/sensors-group/sensors/f/sensors-forum/1187156/tmag5170-q1-tmag5170-queries/4477446 #4477446"]我认为您正在尝试为指定的磁体找到理想范围。  我已经尝试使用我可以访问的另一个仿真工具来模拟您的设置。   [/报价]

    感谢您的仿真结果和评论。 由于工具无法正常工作、是否可以针对以下情况提供类似的结果?

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    Prathmesh、

    我们预计将在2月中旬推出更新的工具

    这里是直径为10mm、高度为10mm 的 N52磁体仿真、X 偏移为3mm

    我还从昨天开始重新运行仿真、但没有偏移、因为它的半径为10mm (直径= 20mm)

    请注意、在该特定扫描中、偏移位于 X、极化位于 Y、因此在该特定旋转中、我们仅看到 Y 方向的矢量分量。 如果我们以90度旋转运行偏移位置、则会得到以下结果

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    感谢  的努力。
    它大致可以很好地了解磁场。 尽管如此、我确实看到了9毫米之后 BZ 曲线的一些变化、因此看起来自然变化超过9毫米。

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    [引用 userid="269984" URL"~/support/sensors-group/sensors/f/sensors-forum/1187156/tmag5170-q1-tmag5170-queries/4472228 #4472228"]TMAG5170 -(2通道采样时间约为75us。)

    这是如何计算的? 75us 是高电平时间、而 DRV5055为10us。

    那么、我们似乎不能将 TMAG5170  用于高速应用、对吧?

    TI 是否有任何其他用于角度测量的线性传感器、也许是2-d kindoff 传感器?

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    Prathmesh、

    数据表上的这些项目提供了75us 的时间:

    对于单个轴上的单个样本、tmeasure 时间为75us。  继续往下到脚注、将解释每次转换的额外时间

    转换过程通过管道传递、其中 ADC 转换可以与输入积分同时进行:

    相比之下、DRV5055是纯模拟输出、因此不包含任何 ADC 转换时序、这需要在器件外部完成。  要继续高速旋转、需要为此使用高速 ADC。

    这个转换时序确实意味着 TMAG5170在高速时将受到限制、但是速度上限取决于高速旋转期间所需的精度。  随着电机速度的减慢、延迟将变得不那么重要。

    我们目前没有发布任何更快的器件、它们可以为您提供具有2或3个轴的线性模拟输出。  TMAG5110和 TMAG5111是2D 锁存器、可用于速度和方向编码。  锁存器件将在旋转磁体中检测每个极对的4个独特位置、因此分辨率受到限制。

    谢谢、

    Scott