Der IC-TW 39 von IC-Haus ist ein universeller Sensor auf TMR-Basis für inkrementelle und absolute Messsysteme, auch mit Multiturn-Schnittstelle. Ins Auge fällt zunächst der 2mm große Abstand zum Magnet, was die Handhabung vereinfacht – ähnlich wie bei optisch reflexiven Systemen.
Einmessen auf Knopfdruck
Damit eine hohe Winkelgenauigkeit innerhalb praktikabler Anbautoleranzen erreicht wird, kann der Winkelsensor die TMR-Sensorsignale automatisch einmessen und primäre Signalfehler ausgleichen. Ergänzend zum Einmessen auf Knopfdruck stehen permanente Autokorrekturen optional zur Verfügung, um beispielsweise eine Offsetdrift über Temperatur zu kompensieren und die Messgenauigkeit aufrecht zu erhalten. Eine einstellbare digitale Überwachung der nichtkorrigierten Restfehler erlaubt es dabei, unzulässige – oder nicht plausible – Abweichungen der Steuerung zu melden.
TMR im Leistungsvergleich
Übliche Hall-Encoder bewerten das zum Chip vertikal verlaufende Feld in seiner Krümmung, sodass der Magnet relativ nahe sein muss. TMR-Sensoren können dem Feldvektor hingegen in einem viel größeren Abstand folgen, wodurch ein größeres axiales Spiel der Motorachse zugelassen werden kann. Beim Vergleich der Empfindlichkeiten liefert der Hall-Sensor bei einer typischen Feldstärke nur wenige Millivolt, die On-Chip hoch verstärkt werden, während das TMR-Ausgangssignal mindestens 50mal größer ist und mehrere Hundert Millivolt erreicht. Zum Vergleich: Das AMR-Ausgangssignal erreicht nur 1/12 des TMR und muss ebenfalls nachverstärkt werden. Dies kann zu Lasten des Signal-Rausch-Verhältnisses, des Bauraums und der Kosten gehen. Nennenswerte Unterschiede bestehen in der Empfindlichkeit über der Temperatur. So ist der Temperaturkoeffizient der Ausgangsamplitude beim TMR-Sensor nur etwa ein Viertel so groß wie beim Hall-Sensor (ohne Automatic Gain Control betrachtet), und mindestens doppelt so gut wie beim AMR-Sensor. Während XMR-Sensoren verzögerungsfrei reagieren, weisen Hall-Systeme aufgrund der Schaltungstechnik und tiefen Signalfilterung i.d.R. die größere Verzögerungszeit auf. Bezüglich der Linearität (INL) schneiden AMR und TMR doppelt so gut ab wie Hall – bei Nutzung der von der Auswerteschaltung angebotenen Fehlerkorrektur. Die Systeme wurden mit dem gleichen Qualitäts-Magneten angesteuert und auf die Achse zentriert. Dank INL-Korrektur gleicht auch der IC-TW39 den langwelligen Messfehler aus und verringert den Winkelfehler auf die restlichen Signalverzerrungen.
Fazit
Durch TMR-Sensorintegration bietet der Sensor eine Leistung, die weit über bekannte Hall-Encoder hinaus in die Domäne optischer Encoder hineinreicht. Hohe Anbautoleranzen, das zulässige Axialspiel der Motorachse, Kalibrierung auf Knopfdruck, oder ein geringer Platzbedarf sind nennenswerte Vorteile, die, bei Berücksichtigung der sensorspezifischen Konstruktionsanforderungen, durch eine höhere Messgenauigkeit und extreme Auflösungen belohnt werden.
