SENZORI ȘI SISTEME DE SENZORI – Partea a 2a

6 NOIEMBRIE 2018

TDK, EPCOS, InvenSense, Micronas, Tronics

Figura 8: TDK Senzor de curent AC cu fixare prin clemă, 600V, 1…600A. Rezistența de izolație: min. 100 Mohm @500Vdc. Dimensiuni externe: 56 × 67 × 96 mm, diametrul interior: 36 mm. Temperatura de operare: -20 … +60°C. – Seria CCT: CCT406393; CCT354571; CCT323047; CCT272440; CCT261631.

Senzori de curent AC cu fixare prin clemă (TDK)
Senzorii de curent AC cu clemă se atașează pe cabluri pentru a sesiza nivele de curent în cabluri din sisteme de management al energiei (EMS – Energy Management System) în cădiri (BEMS), fabrici (FEMS), depozite (SEMS) și comunități (CEMS). Livrează la ieșire un curent raportat la curentul măsurat.
De exemplu, la un raport de 3000:1, la 600Aac, va livra la ieșire 200mAac ±2mAac. Se montează repe­de și ușor în sisteme existente. Au circuit de protecție la vârfuri de tensiune, la ieșire.
Se montează în panouri de distribuție a energiei, deja existente, având aplicații extinse până la 600A și diametre mari de cablu.

Figura 9: TDK Senzor de nivel piezoelectric, pentru pulbere – toner, de mare precizie, seria TSP15D10C-01.

Senzori piezoelectrici de nivel pulbere – toner (TDK)
Senzorii piezoelectrici fac detectarea precisă a reziduurilor fine de pulbere toner și controlul de înaltă precizie al reîncărcării tonerului, folosind structuri ceramice piezoelectrice și vibrații, optimizate special pentru detectarea tonerului.
Ceramica piezoelectrică permite face posibilă detec­tarea indiferent de magnetizare. Utilizează ASIC-uri cu structura proprie pentru controlul optimizat ce poate detecta pulberea de toner și face posibilă o acționare cu precizie ridicată. Detectări foarte fiabile duc la creșterea duratei de viață a mașinilor. Se utilizează pentru detectarea tonerului rezidual pentru imprimante și a diferitelor tipuri de pulberi reziduale.

https://product.tdk.com/info/en/products/sensor/level/powder-level/technote/tpo/index.html

În principiu, senzorii din Seria TSP detectează existența oricărui material sub formă de particule numit pulbere, inclusiv pulbere de lemn, pulbere minerală, pulbere metalică, pulbere de rășină, pulbere de umplutură din fibre, particule de silice, particule ceramice și pulberi de acoperire diferite. Ieșirea în tensiune este precisă și stabilă, cu excepția cazului în care materialul detectat afectează sau modifică proprietățile suprafeței senzorului.

Figura 10

Senzori de dinți ai transmisiei (TDK)
Trecerea rapidă la sistemele de injecție a combustibilului (FI) în automobile și în vehicule mari pe două roți a dus la aplicarea acestora și în motoare ușoare din clasa 250cc (126 la 250cc). Aplicarea sistemelor de injecție a combustibilului în motoare mici a fost considerată dificilă atât din perspectiva complexității structurii, cât și a costului, dar progresează datorită consolidării reglementărilor și a tendinței de standardizare globală.

Figura 11: TDK Senzorii de dinți din seria PS-HR92 sunt cei mai potriviți senzori de: viteză de rotație, unghi al camelor și unghi de start motor de capacitate mică la vehicule cu două roți și sistem FI (Fuel Injection).

Sistemele FI controlează cantitatea de aer admis, cantitatea de combustibil și timpul de injecție a combustibilului la un nivel optim pentru fiecare cilindru, în timp ce prelucrează informații de la senzori diverși, în timp real. Se elimină limitările de control al carburantului făcut de sistemele convenționale și s-a ajuns la controlul precis al amestecului de aer/combustibil și arderea aproape ideală, la orice interval de rotație, de la viteze reduse la viteze mari.

Figura 12: TDK Senzor de tensiune, Seria EFS. Tensiune: min. 0V, max. 1.000V. Sesizează potențialul de suprafață al tamburului fotosensibil în imprimante și diverse alte dispozitive.

Senzorii de dinți ai transmisiei sunt senzori de rotație fără contact, foarte sensibili, ce ajută la reducerea emisiilor provenite de la motoare de automobile și vehicule pe două roți, îmbunătățind eficiența consumului de combustibil cât și performanțele motorului.
Ieșirile digitale au deviația de la periodicitate (jittering) suprimată din punctul de rotație la viteza zero, posibil printr-un design unic de circuit magnetic, cu o amplasare optimă a unui senzor IC Hall diferențial foarte sensibil și magneți. În plus, prin utilizarea structurii independente, încasetate, s-a obținut o durabilitate ecologică care depășește cu mult pe cea a concurenților TDK, reducând costurile.
Caracteristici: ieșiri digitale de înaltă precizie (OC – Open Colector), alimentare 4.75…16Vdc, un design termostabil ridicat (-30 … +150°C), un circuit de protecție împotriva supratensiunilor și o rezistență excelentă împotriva vibrațiilor, zgomotului electric, imersiunii în apă etc.

Figura 13: TDK Senzorii de umiditate din seria CHS diferă prin formă, dimensiuni, carcasă și montare: CHS-ESS, CHS-C, CHS-M, CHS-U.

Senzori de potențial de suprafață (TDK)
Senzorii de potențial de suprafață sunt compacți, ușori și permit operații stabile datorită structurii ca un diapazon, ce a fost optimizată pentru a detecta potențialul suprafeței cilindrilor încărcați, din imprimante multifuncționale (MFP). Se controlează poten­țialului suprafeței cilindrului (tamburului) fotosensibil pentru imprimante și diverse alte dispozitive.
Dependența de distanța de detecție și mediul ambiant este eliminată, iar detectările de potențial, cu înaltă precizie, sunt posibile cu circuitul de feedback unic, propriu TDK, care oferă părților sondei același potențial ca și cel măsurat de senzor.

https://product.tdk.com/info/en/products/sensor/rot/gear-tooth/tpo/index.html

Senzori de umiditate (TDK)
TDK oferă produse de tip senzori de umiditate, asamblați, ce sunt extrem de ușor de utilizat la control. Elementele de detectare a variației rezistenței la umiditate sunt foarte sensibile și foarte precise datorită tehnologiei unice de fabricare a materialelor polimerice de către TDK. Senzorii de umiditate au precizie ridicată (± 5% RH), sensibilitate ridicată, compactitate, răspuns rapid și histerezis scăzut.
Funcționează cu alimentare DC și la ieșiri dau nivele de tensiune DC. Tipurile cu șuruburi pot fi ușor montate în locurile unde trebuie efectuate detectările.
Senzorii de umiditate asamblați prezintă o gamă largă de detectare a umidității de 5… 95% RH, o precizie ridicată de detecție a umidității de ± 3% … ± 7% RH și histerezis scăzut.
Pot fi utilizați pentru o gamă largă de aplicații, cum ar fi imprimante, frigidere (gestionarea umidității în incintă și în compartimentul de vegetale), aparate de climatizare (controlul umidității interioare) și echipamente de climatizare la fabricile de plante.

https://product.tdk.com/info/en/catalog/datasheets/sensor_humidity_chs_en.pdf

Figura 14: TDK Senzor magnetic de densitate / cantitate, tip TS-A, alimentare 5V ±0.25Vdc, ieșire în tensiune, dimensiuni (W)14mm × (L)68mm, Seria TS0505ANA-XXX.

Senzori magnetici de densitate / cantitate (TDK)
Schimbările minime ale permeabilității magnetice pot fi detectate realizând controlul de înaltă precizie al imprimantelor cu ajutorul acestor senzori de densitate / cantitate de toner, datorită transformatorului diferențial optimizat pentru detectarea tonerului.
Senzorii magnetici pot fi utilizați pentru o gamă largă de densități / cantități de toner datorită unor miezuri de ferită (tehnologia TDK) din transformatorul diferențial.
O gamă largă de reglaje sunt disponibile pentru offset și sensibilitate la ieșirile transformatorului diferențial, acordate la caracteristicile diferitelor tonere, precum și funcțiile de control pentru calibrarea senzorilor, chiar și după instalarea mașinii.
Senzorii magnetici sunt utilizați în aplicații de detectare a densității de bicomponenți pentru imprimante și cantitatea de pulberi magnetice.

Senzori magnetici pentru măsurarea unghiurilor (TDK-Micronas)

Figura 15: TDK Senzor SMD de unghi 360°, continuu, magnetorezistiv (TMR), cod TAS2141-AAAB, magnet extern SMD neinclus.

Senzorii magnetici de unghi din Seria TDK TAS sunt bazați pe tehnologia TMR (Tunnel Magneto-Resistance) pe film subțire, utilizată la detectarea înregis­trărilor magnetice din HDD de format mic. Acești senzori oferă performanță înaltă, prin precizie și stabilitate ridicate, cu o degradare scăzută prin îmbătrâ­nire. Senzorii de unghi din seria TAS oferă o ieșire diferențială de 1.5Vp-p/3Vp-p@5V și o precizie un­ghiulară ± 0.6°/± 0,8°. Au derivă mică cu tempera­tura, consum redus de energie și pot detecta un­­ghiuri între 0° și 360°. Senzorii de unghi TAS sunt ideali pentru diverse aplicații, inclusiv deschiderea peda­lelor, motoare fără perii și aplicații cu unghi de direcție.
TDK oferă atât senzori TMR, cât și senzori Hall pentru măsurarea unghiurilor.

Figura 16: TDK-Micronas Familia HAC 37xy de senzori programabili bazați efect Hall, tehnologia 3D HAL. Oferă măsurare liniară de înaltă precizie a unghiu­lui și a poziției, capsula TO92UF, cu condensatori integrați pentru aplicații industriale și auto.

Senzorii Hall sunt numiți senzori de unghi direct față de un magnet extern. Tehnologia Hall conven­țională plană e sensibilă numai la câmpul magnetic orto­gonal față de suprafața cipului. Prin dezvoltarea tehnologiei sale 3D HAL®, Micronas a permis integrarea plăcilor Hall pe verticală în procesul standard CMOS. Astfel, evaluarea rezistenței relative la componentele câmpului magnetic orizontal și vertical a devenit fezabilă – cheia pentru o performanță unghiulară excelentă. Procesarea semnalului pe cip calculează unghiul din două componente magne­tice ale câmpului magnetic și convertește această valoare într-un semnal de ieșire liniar – tensiune diferențială, care este proporțională cu informațiile de unghi și poziție, fără histerezis. Temperatura mediului -40°C … +150°C.

Figura 17: TDK Tronics Giroscop MEMS GYPRO2300, Z-AXIS (YAW) ±300, 100Hz, ieșire SPI 24 biți, capsula 30-CLCC (19.6×11.5).

Giroscoape MEMS (Tronics)
Gama de produse giroscopice MEMS cu înaltă performanță GYPRO® a fost concepută special de TDK Corporation Tronics Microsystems pentru aplicații care sunt mai exigente decât automobilele. GYPRO® oferă o stabilitate ridicată la înclinare, un zgomot redus și o latență scăzută.

Figura 18: TDK Tronics Placa de evaluare GYPRO3300, GYPRO® Gyroscope, 1 Axis Sensor.

Familia de produse giroscoape cu buclă închisă este potrivită pentru aplicațiile de navigație și stabilizare de precizie. Caracteristici principale: Senzor unghiular în jurul axei Z, Ieșire SPI pe 24 biți, Alimentare 5V, Stabilitate bias 0.8°/h (Allan variance), ARW (Angular Random Walk) 0.14°/sqrt (h), Compensare de temperatură încorporată [-40 la + 85°C], Autotestare continuă. Capsula ceramică: 0.5 cm3, 3 grame.
Pentru a facilita evaluarea senzorilor de viteză unghiulară GYPRO®, Tronics a proiectat GYPRO®-EVB2, o placă de evaluare compatibilă cu platforma Arduino. Pentru interfața USB, pur și simplu achizițio­nați o placă Arduino M0, conectați-o la GYPRO®-EVB2 și descărcați software-ul și driverele Arduino.

ISZ-2510 este un IC ICS giroscop cu o singură axă, cu ieșire digitală. Dispune de un FIFO de 512 de octeți. FIFO poate reduce traficul pe interfața serială a magistralei și reduce consumul de energie, permițând procesorului de sistem să citească brusc datele senzorului și apoi să intre într-un mod de alimentare scăzută.
Giroscopul include o gamă programabilă de scale complete: ±250, ±500, ±1000 și ±2000 grade/sec., zgomot foarte scăzut la 0.01 dps/√Hz și consum extrem de redus de putere (2.8mA). Sensibilitatea inițială calibrată din fabrică reduce cerințele de calibrare pe linia de producție.

Figura 19: TDK InvenSense ISZ-2510 este un IC ICS giroscop cu o singură axă (unghiul în jurul axei Z).

Alte caracteristici de vârf din industrie includ ADC-uri pe 16 biți, filtre digitale programabile, ceas de precizie cu drift de 1% (-40°C … 85°C), senzor de temperatură încorporat și întreruperi programabile. Dispozitivul dispune de interfețe seriale I2C și SPI, alimentare VDD= 1.71 … 3.6V și o sursă separată IO digitală separată, VDDIO= 1.71V … 3.6V. Platforma de fabricare CMOS-MEMS, patentată de InvenSense, a determinat dimensiunea capsulei 3×3×0,9mm (QFN cu 16 pini ), foarte performantă, cu cost redus. Dispozitivul are o robustețe ridicată, fiabilă la șocuri de 10.000 g.

Accelerometre MEMS (Tronics)
Accelerometrele MEMS de înaltă performanță AXO® duc senzorii de accelerație MEMS la un nou nivel de performanță datorită arhitecturii lor cu buclă închisă. AXO® completează în mod ideal linia de produse GYPRO® standard. AXO® oferă un zgomot redus, o stabilitate ridicată a polarității și o liniaritate excelentă chiar la variații de temperatură. Familia de accelero­metre TDK Tronics este potrivită pentru aplicațiile de navigație cu precizie. Caracteristici generale: funcția de accelerometru liniar, în plan, Ieșire SPI pe 24 biți,

Figura 20: TDK Tronics AXO215, Accelerometru, X Axis ±15g, 300Hz, capsula 28-CLCC (12×12). Săgeata indică direcția axei pe care e sensibil.

Nonlinearitate de 100 ppm peste gama de 15g datorită funcționării cu buclă închisă, Stabilitate bias excelentă de 3μg (Allan Variance), capsula ceramică ermetică J-Lead 12×12, Compensare de temperatură încorporată [-40 la + 85°C].
TDK Tronics oferă accelerometrul MEMS Tronics AXO215 de înaltă performanță, care e o referință în ceea ce privește miniaturizarea, fiabilitatea și performanța de detectare inerțială în medii dure. Dezvoltat de Tronics Microsystems, o companie din TDK Group ce proiectează și produce nano și microsisteme inovatoare, noul accelerometru cu buclă închisă completează gama de senzori TRONICS GYPRO. Gama de produse giroscopice MEMS cu înaltă performanță GYPRO® a fost concepută special pentru aplicații care sunt mai exigente decât automobilele. GYPRO® oferă o stabilitate ridicată la înclinare, are zgomot redus și răspuns rapid.

Caracteristici principale:
Senzor de viteză unghiulară față de axa Z, Ieșire SPI pe 24 biți, Alimentare 5V, Stabilita­te bias 0.8°/h (Allan Variance), ARW (Angular Random Walk) 0.14°/sqrt(h), Compen­sare de temperatură în gama: -40 … + 85°C.
Funcție de autotestare con­tinuă. Capsula cera­mică er­metică: 0.5 cm3, 3 grame.

https://www.tronicsgroup.com/AXO-High-Performance-MEMS-Accelerometers

Microfoane MEMS (InvenSense)
Microfoanele MEMS de la TDK InvenSense sunt compacte, cu un profil redus și cu înalt nivel de performanță, datorită tehnologiei CSMP (chip size MEMS package) care a fost rafinată prin dezvoltarea de dispozitive SAW (Surface Acoustic Wave). Portul de acces acustic e un orificiu în capsulă, ce poate fi Top (deasupra) sau Bottom (sub capsulă, necesită orificiu în PCB).

Microfoanele InvenSense MEMS cu ieșire analogică au îmbunătățiri semnificative ale performanței. Ieșirea analogică e în continuare un tip de interfață audio obișnuită. Ele au un SNR (Signal-to-Noise Ratio) similar sau mai bun. În dimensiuni mai mici, oferă o performanță consistentă și superioară și o gamă dinamică mai largă.

Microfoanele InvenSense MEMS cu ieșire digitală permit conectarea directă la procesoare digitale (DSP și microcontrolere), fără a fi nevoie de un codec audio în sistem. Interfețele digitale pot fi de 3 feluri:

Interfața TDM (Time-Division Multiplexing). Permite o serie de până la 16 microfoane. Toate microfoanele dintr-o matrice eșantionează sincron semnalele acustice, permițând procesarea precisă a matricei.
Interfața PDM (Pulse Density Modulated). E o interfață ideală atunci când există un codec ușor disponibil și necesită microfoane multiple sau o distanță substanțială între microfoane și codec. (Notă: Codec audio e un program de calculator care implementează un algoritm ce comprimă și decomprimă date audio digitale în funcție de un fișier audio dat sau un format audio de streaming media. Obiectivul algoritmului e reprezentarea semnalului audio de înaltă fidelitate cu un număr minim de biți, păstrând în același timp calitatea).
Interfața I2S (Inter-IC Sound). I2S e un standard de interfață serială electrică utilizat pentru conectarea împreună a dispozitivelor audio digitale. Este folosit pentru a comunica date audio PCM (Pulse-Code Modulation) între circuitele integrate într-un dispozitiv electronic.

Constantin Savu
Director General
Ecas Electro

ECAS Electro | www.ecas.ro

Detalii tehnice Ing. Emil Floroiu |  emil@floroiu.ro

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile necesare sunt marcate *

  • Folosim datele dumneavoastră cu caracter personal NUMAI pentru a răspunde comentariilor/solicitărilor dumneavoastră.
  • Pentru a primi raspunsuri adecvate solicitărilor dumneavoastră, este posibil să transferăm adresa de email și numele dumneavoastră către autorul articolului.
  • Pentru mai multe informații privind politica noastră de confidențialitate și de prelucrare a datelor cu caracter personal, accesați link-ul Politica de prelucrare a datelor (GDPR) si Cookie-uri.
  • Dacă aveți întrebări sau nelămuriri cu privire la modul în care noi prelucrăm datele dumneavoastră cu caracter personal, puteți contacta responsabilul nostru cu protecția datelor la adresa de email: gdpr@esp2000.ro
  • Abonați-vă la newsletter-ul revistei noastre