AMS Nguyên lý đo lường từ trở

Magneto-resistive Measuring Method

Cách thức sản xuất thước đo

Thước đo bao gồm hai rãnh từ:

Rãnh tăng dần chính xác: Các cực N và S xen kẽ nhau, với bước 200 um
Rãnh tham chiếu: Để xác định vị trí tuyệt đối, với các tùy chọn điểm nhiều điểm, điểm tham chiếu cách đều hoặc điểm tham chiếu đơn lẻ

Quy trình sản xuất

Thước đo được tích hợp hoàn toàn vào phần thanh dẫn hướng. Quy trình sản xuất như sau:

Bước	Mô tả
1	Mài một rãnh vào phần thanh dẫn hướng đã hoàn thiện
2	Đưa dải vật liệu từ tính vào rãnh
3	Mài và từ hóa vật liệu từ tính
4	Hàn nẹp che tôi cứng toàn phần, có tính thấm từ (magnetically permeable) lên thanh dẫn hướng để bảo vệ thước đo

Thiết kế bảo vệ

Thiết kế nẹp che này bảo vệ thước đo khỏi phoi và chất làm mát. Vị trí thước đo nhất quán trên tất cả các dòng sản phẩm AMS.

Cảm biến vị trí từ trở

Khi xảy ra chuyển động tương đối giữa cảm biến và thước đo, các thay đổi cường độ từ trường trong vật liệu từ trở gây ra các thay đổi điện trở dễ đo lường.

Magneto-resistive position sensor elements

Phần tử cảm biến cầu Wheatstone (Wheatstone Bridge)

Thiết kế mạch điện của các phần tử cảm biến cầu Wheatstone giảm thiểu ảnh hưởng của dao động nhiệt độ, lão hóa và nhiễu từ trường bên ngoài.

Tạo tín hiệu

Do cách sắp xếp của các phần tử cảm biến hình lưỡi liềm (sickle-shaped sensor elements), hai tín hiệu dạng sóng hình sin có độ lệch pha 90 độ thu được từ từ hóa tăng dần.

Tăng cường độ chính xác

Để nâng cao độ chính xác, tín hiệu từ 104 phần tử riêng lẻ được lấy trung bình theo hướng đo. Vì cấu trúc cảm biến thích ứng với chu kỳ phân chia từ tính, ảnh hưởng của nhiễu từ trường bên ngoài bị triệt tiêu đáng kể.

Tính độc lập vị trí của cảm biến

Tất cả các đặc tính tín hiệu đo lường quyết định độ chính xác (pha, chênh lệch biên độ, đặc tính hài, v.v.) đều được cố định bên trong cảm biến. Do đó, ngay cả khi có sai lệch lớn về vị trí và độ nghiêng của cảm biến, chất lượng tín hiệu vẫn không bị suy giảm: "Mạch điện vẫn ổn định" (The circuit remains stable).

Lợi ích trực tiếp

Thay thế dễ dàng: Có thể đơn giản thay thế đầu đọc đo lường mà không cần bất kỳ điều chỉnh nào
Tăng khả năng chống rung: Khả năng chống rung động và va đập mạnh hơn
Dải dung sai rộng: Hoạt động đầu đọc có dải dung sai rộng (tolerance band)

Cách thức hoạt động của bộ điều khiển tăng ích tự động (AGC)

Biên độ dòng điện (được biểu thị bằng tín hiệu tuần hoàn) được xác định liên tục trong hệ thống đo điện tử. Khi xảy ra bất kỳ sai lệch nào, biên độ sẽ được tự động điều chỉnh. Do đó, ngay cả trong các điều kiện bất thường (lỗi lắp đặt, lỗi bên ngoài hoặc tháo bàn trượt), tín hiệu đầu ra tiêu chuẩn hóa vẫn được cung cấp.

Chức năng AGC

Giám sát biên độ	Liên tục theo dõi biên độ dòng điện của tín hiệu tuần hoàn
Tự động điều chỉnh	Tự động điều chỉnh biên độ khi xảy ra sai lệch
Xử lý bất thường	Cung cấp đầu ra ổn định ngay cả trong các trường hợp lỗi lắp đặt (installation errors), lỗi bên ngoài (external errors) hoặc tháo bàn trượt (removal of the slider)

Nhận dạng điểm tham chiếu

Rãnh thứ hai mang các dấu tham chiếu AMS để xác định vị trí tuyệt đối và về zero hệ thống. Độ chính xác điểm tham chiếu rất quan trọng cho vị trí zero hoặc điểm gốc của máy.

Nguyên lý hoạt động điểm tham chiếu

Một điểm tham chiếu được biểu thị bằng ba dấu tham chiếu từ tính trên từ hóa điểm tham chiếu:

Sườn lên của xung tham chiếu biểu thị một thông tin tham chiếu
Sườn xuống của xung tham chiếu biểu thị một thông tin tham chiếu khác
Thông tin tham chiếu thứ ba là thiết kế dự phòng, để nâng cao độ tin cậy vận hành của hệ thống nhận dạng điểm tham chiếu

Nguyên lý hoạt động này triệt tiêu bất kỳ nhiễu từ nào và không cung cấp tín hiệu tham chiếu khi gặp nhiễu, đảm bảo độ tin cậy của hệ thống.

Chức năng và tùy chọn

Tùy chọn từ hóa

Sản phẩm AMS MONORAIL cung cấp các tùy chọn điểm tham chiếu khác nhau, các dấu này được khắc laser trên bề mặt. Hình dưới đây cho thấy vị trí của điểm tham chiếu đầu tiên.

MONORAIL magnetization measurement configuration diagram

Loại điểm tham chiếu

Mã	Loại	Mô tả
TR50	Lưới điểm tham chiếu 50mm	Hệ thống AMS có điểm tham chiếu mỗi 50 mm
TD50	Nhiều điểm gốc	Hệ thống AMS với nhiều điểm gốc. Khoảng cách điểm gốc: 50.2 / 49.8 / 50.4 / 49.6 / 50.6 / 49.4 / ... mm (mẫu mã hóa 50mm)

Vị trí đầu đọc và phía lắp đặt

Trong mã đặt hàng, SCHNEEBERGER chỉ định vị trí lắp đặt đầu đọc, vị trí thước đo và các phía tham chiếu của thanh dẫn hướng và bàn trượt. Đối với bản vẽ dọc, cần xoay hình ngược chiều kim đồng hồ 90 độ. Khi đặt hàng phải bao gồm các thông tin sau:

Phía lắp đặt thanh dẫn hướng và vị trí thước đo

Mã	Phía tham chiếu thanh dẫn hướng	Vị trí thước đo
R11	Tham chiếu đáy (Reference bottom)	Thước đo đáy (Scale bottom)
R12	Tham chiếu đáy (Reference bottom)	Thước đo đỉnh (Scale top)
R21	Tham chiếu đỉnh (Reference top)	Thước đo đáy (Scale bottom)
R22	Tham chiếu đỉnh (Reference top)	Thước đo đỉnh (Scale top)

Vị trí đầu đọc

Mã	Mô tả
P1	Lắp đặt bên ngoài, vỏ bên phải, đầu đọc hướng lên (External mounting, housing right, reading head top)
P3	Lắp đặt bên ngoài, vỏ bên trái, đầu đọc hướng xuống (External mounting, housing left, reading head bottom)

Phía lắp đặt bàn trượt

Mã	Mô tả
R1	Tham chiếu đáy (Reference bottom)
R2	Tham chiếu đỉnh (Reference top)

Lưu ý khi đặt hàng

Khi đặt hàng hệ thống đo AMS, phải chỉ định rõ ràng mã cấu hình cho phía tham chiếu thanh dẫn hướng, vị trí thước đo, vị trí lắp đặt đầu đọc và phía tham chiếu bàn trượt để đảm bảo hệ thống được lắp đặt và vận hành đúng cách.