2021/04/01

第6部:フィードバックセンサー付き電動リニアアクチュエーター

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目次

1. 4つの主要な位置フィードバックセンサー

   1.1 ホール効果センサー

   1.2 ポテンショメーター

   1.3 リードセンサー

   1.4 光学センサー

2. 要約:フィードバックセンサーの長所と短所 

 

ニーズに合った特定のモデルを使用する前に、製品の選択に至るまでの基本事項と要素について常に知っておくことが重要です。TiMOTIONは、垂直統合型の電動リニアアクチュエーターおよび制御システムの製造元であり、お客様の仕様に合わせて製品をカスタマイズすることができます。これまでの記事では、電動リニアアクチュエーターの基本的なコンポーネントと機能TiMOTIONが提供するオプションの安全機能負荷と速度の特性、およびIP定格と潤滑剤について説明しました。このホワイトペーパーでは、TiMOTIONのリニアモーションシステム内で使用される4つの主要な位置フィードバックセンサーに関する重要な議論に焦点を当てています。

 

電動リニアアクチュエーターにフィードバックセンサーが装備されている場合、アクチュエーターはそのストローク位置を制御システムに能動的に伝達することができます(位置決めとも呼ばれます)。これらの出力センサーにより、コントロールボックスでアクチュエーターのストロークを常に正確に調整することもできます。これはすべてのリニアアクチュエーターに必要なわけではありませんが、より複雑な機能を持つ製品には位置センサーが必要となります。例えば、アクチュエーターが他のアクチュエーターと同期して動作する必要がある場合、負荷の違いにかかわらず、両方のリニアアクチュエーターを監視して、同期を保つためにフィードバックセンサーが必要です。さらに、フィードバックセンサーは、メモリ位置決めや、アクチュエーターのストローク位置を常に把握する必要があるその他の特殊機能にも不可欠です。これには、モーター速度、条件付き移動、その他の機能が含まれますが、これらに限定されません。

 

TiMOTIONがリニアアクチュエーター内で使用する4つの主要な位置フィードバックセンサーは次のとおりです。

 

1.ホール効果センサー

ホール効果センサーは、コンパクトなスペースに収まるほど小さく、位置決めおよび同期時により高い分解能とデジタル出力を提供するため、TiMOTIONの電動アクチュエーター用に最も推奨されるタイプの位置センサーです。注:TiMOTIONの制御システムは、ホールセンサーとのみ統合するように設計されています。当社の制御システムは、他のタイプのセンサーからのフィードバックを登録しません。

 

これらのホール効果センサーは、磁束密度と極性という2つの重要な特性で構成される磁場によって作動します。ホール効果センサーからの出力信号は、デバイス周辺の磁場密度関数です。センサー周辺の磁場密度が特定の事前設定しきい値を超えると、センサーはそれを検出し、ホール電圧(VH)と呼ばれる出力電圧を生成します。 


ホールセンサーは、その費用対効果から一般的に使用されています。また、これらのセンサーは、長期間にわたって品質を維持し、一般的に長寿命です。

 

2.ポテンショメーター

ポテンショメーターは、POTセンサーとも呼ばれ、一般に工業市場で最も一般的に使用されている出力センサーです。これらには、運動時、回転的または直線的であり得る機械式シャフトに連結されたワイパー接点があります。これにより、ワイパーと両端の接続間の抵抗値が変化し、抵抗トラック上の実際のワイパー位置とその抵抗値に比例した電気信号出力が得られます。 

 

つまり、抵抗が位置を決定するということです。リニアアクチュエーターがネジを回すと、ワイパーと両端の接続部の間の抵抗値が変化します。各抵抗値は、リニアアクチュエーターのストロークの位置に対応します。

 

ホールセンサーに対するPOTセンサーの利点の1つは、電源がオフの場合、POTは位置情報を保持しますが、ホールセンサーは位置情報を失い、リセットする必要があることです。ただし、ポテンショメーターは、最初の設置プロセスのため、ホール効果センサーよりも読み取りの精度がわずかに低くなります。それでも、これは全体的な位置の読み取りに悪影響を及ぼしません。

 

3.リードセンサー

リードセンサーは、磁気フィードバックセンサーです。印加された磁場は電気スイッチを操作し、センサーには全体として、密閉されたガラスエンベロープ内の鉄金属リード上の一対の接点が含まれます。接点は通常開いていても、磁場が存在するときに閉じても、またはその逆でも構いません。スイッチはコイルによって作動し、リードスイッチをその元の位置に戻すことができます。リードネジを1回転させるごとの力とリニアアクチュエーターのストローク長さの位置によって、リードスイッチが開閉します。TiMOTIONは、特に安全キー機能を備えたハンドセット内のリードセンサーを使用して、キーが取り外されたときに信号を送信するか、リードセンサーを使用してストロークの終了を調整します。

 

4.光学センサー

光学センサーは、TiMOTIONの電動アクチュエーターでも使用されることがあります。光学センサーは、光を電気信号に変換することで機能します。送りネジが回転すると、同時に光遮断ホイールも回転し、光学カプラに対する光を遮断します。この光学カプラは、光が遮断されていることを感知するたびに信号を送信します。光遮断ホイールの回転により、光学カプラは1回転ごとに25個の信号を送信します。

 

要約:フィードバックセンサーの長所と短所

センサータイプ

ホールセンサー

ポテンショメーター

リードセンサー

主な

機能

ホール効果センサーを使用すると、モーターシャフトに固定された磁石を使用してモーターの回転数をカウントすることができます。マイクロプロセッサーは回転数をカウントします。

ポテンショメーターは、抵抗器上をスライドするスライダーで構成されており、その役割はこの抵抗器の値を測定することです。抵抗の各値は、アクチュエーターのストロークの位置に対応しています。

リードセンサーは磁気位置センサーです。これは、磁場の印加によって作動する電気スイッチです。これは、密閉されたガラス筐体に含まれる鉄金属ストリップに取り付けられた2つの接点で構成されています。接点は通常開いているか閉じています。

長所

  • 経済的

  • 堅牢

  • 制御が簡単

  • ほとんどの液体への耐性

  • 静的センサー:長寿命、

  • 高速アプリケーションのために有用

  • 高精度を達成するように構成することができます

  • 停電した場合には、アクチュエーターの位置を記憶します

  • 精度

  • 無接触:長いライフサイクル(1億サイクルの機械的寿命)

  • 高速用途での高い信頼性

短所

  • 周波数制限

  • 温度変化に対する感度

  • ヒステリシス

  • 衝撃時の限定性能

  • 停電時の位置喪失

  • 振動力および/または異物のある環境で摩耗する可能性があります

  • 極端な温度に対する感度

  • 磁性材料のみの検出

  • 短距離

 

全体として、用途に適した電動リニアアクチュエーターシステムを選択するプロセスは、購入する前に注意深く調査する必要があるプロセスです。TiMOTIONは、知識豊富なカスタマーサービスに加えて、多くのカスタマイズオプションを提供し、完璧なソリューションの作成を支援できることを誇りに思っています。

 

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