T40B con medición de velocidad de giro e impulso de referencia

El portador metálico imantado se instala en la segunda brida libre del transductor de par y queda completamente integrado. Esto ahorra espacio y facilita en buena medida la instalación.

El sistema se basa en un principio de detección sin contacto de los impulsos de una rueda magnéticamediante un sensor magnetorresistivo anisótropo (AMR). Cuando el sensor se somete a un campo magnético, su resistencia cambia, según el ángulo de magnetización y la dirección del vector de resistencia. El campo magnético se modula por el movimiento relativo entre la el material que se mide y el sensor. El campo magnético se detecta en dirección radial, lo cual proporciona una señal robusta y estable. El entrehierro máximo entre la rueda de impulsos y el sensor es de 2,5 mm.

Por todo ello, el sistema de medición es muy poco sensible al movimiento relativo entre el rotor y el estator (que podría estar causado por vibraciones en el banco de pruebas).

El codificador incremental magnético genera impulsos cuando se hace girar la rueda. El número de impulsos por revolución es proporcional a la velocidad de giro o a la posición. El sistema es un codificador bidireccional; es decir, el sensor AMR utilizado contiene 2 puentes completos para la adquisición de señales. Los dos puentes están desfasados entre sí un cuarto de vuelta. Las señales del seno y el coseno generadas son digitalizadas por un sistema electrónico situado más adelante en la cadena. Las señales de seno y coseno periódicas se subdividen mediante interpolación para aumentar por medios electrónicos la resolución inicial. De esta forma se reduce el error de cuantización y se hacen cálculos más precisos de la velocidad de giro instantánea del eje de entrada.

La salida consiste en dos señales de onda cuadrada con un desfase de 90 grados. La segunda señal (señal B) permite determinar el sentido del movimiento (hacia la derecha o hacia la izquierda).

Cuando la señal se produce en sentido horario, es decir, hacia la derecha, la señal B se mantiene una fase por delante se la señal A. La señal B tiene un flanco ascendente y la señal A resulta de “bajo nivel”. Esto corresponde al estado lógico “0”. Cuando el giro es antihorario, es decir, hacia la izquierda, la señal A se mantiene una fase por delante de la señal B. La señal A tiene entonces un flanco ascendente y la señal B resulta de “alto nivel”. Esto corresponde al estado lógico "1".

El par de señales desfasadas A y B también se conoce como señal en cuadratura, dado que permite aumentar aún más la resolución. Las señales A y B generan un impulso por cada par de polos. La resolución se puede incrementar aún más, por ejemplo, haciendo que cada extremo de las señales A y B genere un impulso. A esto se le denomina evaluación cuádruple. Eso significa que, para un transductor T40B o T40FM empleado como sistema de medición de la velocidad de giro, una resolución de 1024 impulsos por revolución se puede incrementar hasta 4096 impulsos por revolución.

La transmisión incremental desde el sistema de medición de velocidad al controlador tiene la ventaja de que solo se necesitan dos señales para transmitir información sobre el sentido del movimiento, la velocidad y la posición relativa.

Hay un inconveniente: después de un corte de alimentación no se puede conocer la posición absoluta porque el sistema de medición de la velocidad de giro solo mide el cambio con respecto a la posición inicial. Sin embargo, para los sistemas de posicionamiento es esencial conocer la posición absoluta. Por esta razón, se efectúa una “vuelta de referencia” durante el encendido, en la cual se utiliza un impulso de referencia (estado 0).

La Fig. 4 muestra la tercera señal: la señal de referencia (estado 0). Esta señal se genera mediante un sensor independiente que detecta el campo magnético correspondiente a la dirección axial. La señal se sincroniza con el flanco ascendente de la señal A. Después del encendido, el sistema de medición de la velocidad de giro tiene que girar hasta que detecta el impulso de referencia. El valor absoluto del ángulo se conoce, como máximo, después de una revolución. Esta tercera pista genera un impulso por cada revolución completa. Para determinar la posición del rotor o la posición exacta se requiere una elevada resolución angular. Con la evaluación cuádruple de la señal en cuadratura, el sistema proporciona una precisión angular de 2¹² pasos.

Las etapas de salida consisten en una señal de 5 V simétrica (TTL) y una señal RS422 complementaria. La transmisión de señal diferencial tiene la ventaja de que los campos de interferencias indeseables afectan a todas las señales con la misma intensidad, por lo que no afecta a la diferencia entre señales. Por tanto la transmisión de señales digitales ofrece una alta inmunidad a las interferencias y es la solución ideal para grandeslongitudes de cable y para uso en presencia de campos electromagnéticos.