Induktív technológián alapuló szög– és nyomatékérzékelés elektromágneses szimuláció segítségével

OData támogatás
Konzulens:
Dr. Tevesz Gábor
Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék

A szögszenzorok, melyeket elsősorban motorok forgásának mérésére használnak, manapság a technológiai paletta széles skáláján mozognak.

Léteznek nagyfelbontású és nagypontosságú optikai és kapacitív szenzorok, nagy érzékenységű és felbontású mikróhullám-alapú szenzorok, melyek előnye az, hogy kis méretben lehet megvalósítani őket, illetve vannak induktív technológia alapú szenzorok, melyek a többi technológiánál jóval robosztusabbak a környezeti zavaró hatásokkal szemben úgy, hogy magabiztosan teljesítik a pontossági előírásokat.

Ezen szenzorok elsődleges felhasználása az autóipar, melynek sajátossága az, hogy folyamatosan változnak a szenzorok felé támasztott kritériumok.

Az elektromos és önvezető autók térnyerése által nagy hangsúlyt kap az EMC-kompatibilitás és a robosztusság, a szenzoroknak ellenállóknak kell lenniük a terükbe bejutó nemkívánatos anyagokkal szemben mint víz, olaj és egyéb szennyeződések, valamint a mechanikai igénybevétellel kapcsolatban - mint pl. rezgés, axiális és radiális elmozdulások - is magasak az elvárások.

Hosszú távon ellenállónak kell lenniük a kopással, illetve az öregedésből fakadó változásokkal szemben.

Ezen kritériumok mellett adott pontosság és felbontás elérése (megtartása) a cél úgy, hogy közben a redundancia biztosítva van és mindezt alacsonyan tartott bekerülési költségen kell biztosítani.

Az induktív technológia alapú szenzorok az ipari követelmények szigorodásának hatására kerültek előtérbe.

Ezen szenzorok működésének alapelve Faraday indukciós törvénye.

A szenzorok fizikai alapját egy PCB-n (printed circuit board, nyomtatott áramkör) kialakított tekercs képezi, mely interakcióban van legalább egy olyan objektummal, mely befolyásolja a tekercs terét.

Ez az objektum tipikusan egy mágnes, egy másik aktív vagy passzív tekercs, esetleg egy réz vezető, melyben örvényáram alakul ki.

A szögelfordulás hatására az objektum változó módon befolyásolja a kialakult teret, ezáltal a tekercs hálózati modelljének paraméterei változnak. A szenzor kimenetén ezt a változó paramétert mérjük.

Munkám során vizsgáltam az aktív tekercs, passzív céltárgy alapú induktív szenzorok működését, amely vizsgálathoz létrehoztam szimulációs eszközöket, valamint a szenzor kimenetének mérésére létrehoztam FPGA alapú megoldást is.

A technológiai vizsgálatokat követően egy, az induktív technológián alapuló nyomaték szenzor megtervezésével és megépítésével majd lemérésével foglalkoztam.

Az általam létrehozott szimulációs eszközök megerősítik az induktív technológia használatának létjogosultságát és lehetőséget biztosítanak új szenzorok tervezésére.

Az eszközök segítségével tervezett nyomatékszenzor egyedülálló, szabadalom által védett megoldást valósít meg az induktív technológia világában, mely nagy pontosságú nyomatékérzékelés megvalósítására képes.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.