Fonctionnement des encodeurs magnetiques.

[jlc]

Bonjour,

J'ai une visu avec des regles magnetiques comme celle-ci:
https://www.trabiss-int.com/shop/mps220-magnetic-linear-encoder-1-um/

Je voulais me cultiver un peu et comprendre comment ces règles fonctionnaient.
J'ai compris que le ruban magnetique était constitué d'une suite de pôles nord-sud avec un pas de 2mm.
En revanche je ne trouve aucune information sur le fonctionnement du capteur lui-même.
J'ai essayé d'ouvrir mon capteur, mais il est impossible de voir que que ce soit, le PCB à l'intérieur est noyé dans la résine.

Donc si quelqu'un a des info ou des liens je suis preneur.
Le mieux serait un schéma de l'electronique qui est à l'intérieur du capteur.

 

[lusi]

Salut

as5311 sur ma tante google

Bonne lecture

 

[metalux]

bon courage pour trouver quoi que ce soit, même les datasheet du principal fabricant ( tout du moins le plus connu ) ams sont loin d'être explicites

quand au schéma du capteur, c'est très simple c'est un chip qui fait le boulot et qq composants autour

 

[jlc]

Bonjour,

J'ai trouvé un autre fabricant de capteur:
https://www.rls.si/rlc2ic-miniature-linear-pcb-level-incremental-magnetic-encoder

Pour le fonctionnement c'est compliqué de trouver des détails.
J'ai trouvé ça:
https://www.ecnmag.com/article/2010/07/achieve-high-resolution-robust-magnetic-motion-sensors

Il y a dans le capteur au moins deux capteurs à effet hall décalés de 90°.
Ils forment deux signaux analogiques sinus et cosinus.
Ces signaux sont corrigés en amplitude avec un contrôle automatique de gain (utilisant certainement sin²+cos²=1)
Ensuite ce signal analogique doit être interpolé pour sous diviser le positionnement, sinon la résolution ne serait que de 0.5mm pour un "pole pitch" de 2mm.
Je n'ai pas trouver grand chose sur l'interpolation.

 

[Jope004]

Bonjour,
Ce dernier principe avec sin et cos a une forte similitude avec les capteurs rotatifs magnétiques bobinés type synchro ou resolver.

 

[ba38]

Bonjour
Comme expliqué sur le schéma de jlc il y a 2 (ou un nombre pair) de capteurs magnétiques (effet Hall ou encore magnéto résistance) décalé de 90°.
C'est à dire pour un pas de 2 mm (360°) le décalage géométrique est de 0.5 mm.
Ces 2 capteurs magnétiques donnent un signal électrique qui est l'image du champ magnétique. Ce signal électrique a une forme dont le fondamental est une sinusoïde : soit donc une sortie sinus et une sortie cosinus (décalage de 90°).

Le corrélateur Cordic (qui combine ces 2 signaux sin et cos, soit des coordonnées cartésiennes x et y, ou encore les parties réelles et imaginaires d'un nombre complexe) donne donc la représentation polaire (amplitude = racine(x2 + y2) et phase ou angle).
L'amplitude est utilisée pour quantifier la qualité du signal (si le capteur est trop loin de la piste magnétique l'amplitude est insuffisante pour que les mesures soient fiables).
La phase donne la position dans un pas.
Elle varie entre 0 et 360°. Si la précision de mesure de la phase est de 1°, la mesure de distance correspondante est de :
pas géométrique/360 == 2/360 = 5.6 µm
Si la mesure de phase a une précision de 0.5° alors la précision de mesure de distance est la moitié, c'est à dire 2.8 µm.

Le principe est donc simple. La partie électronique donne facilement aujourd'hui une précision inférieure au degré et la qualité de la mesure repose sur la qualité de la "gravure" magnétique de la règle (et des éventuels défauts géométriques de positionnement comme un étirement au collage), et bien entendu les dilatations thermiques.

La puce de lecture qui contient le corrélateur Cordic peut donner des sorties amplitude et phase analogiques (en mV) ou digitales (directement numérisées).
Comme on a vu que 1° (c'est à dire 1/360 de pas) donne une précision de 5.6 µm, il suffit d'avoir une conversion analogique digitale qui fait une division par 512 == 9 bits, ce qui est aujourd'hui très facile. Par exemple les microcontroleurs PIC ont des convertisseurs 10 ou 12 bits en standard.
En conclusion un convertisseur AD de 10 bits donnera une résolution de 2.8µm.

Bien cordialement.
Bernard