18位分辨率的巔峰之作 邁來芯MLX90384

一、簡介

MLX90384是一款用于機器人關(guān)節(jié)的高精度磁位置傳感器。該產(chǎn)品采用Arcminaxis?技術(shù)，配有磁鐵和軟件來校準(zhǔn)和操作系統(tǒng)。

主要優(yōu)勢

l 分辨率高達18位

l 與螺距無關(guān)，單個集成電路適用于多種磁鐵類型

l 高速通信，配備快速SPI接口

二、正文

在日新月異的機器人技術(shù)領(lǐng)域中，實現(xiàn)高精度的運動控制是核心要素。機器人動作的精準(zhǔn)度與可靠性，很大程度上依賴于其位置傳感技術(shù)的卓越性。Melexis推出的突破性技術(shù)Arcminaxis?，憑借創(chuàng)新的磁性編碼方法，成功應(yīng)對了這些挑戰(zhàn)。

Arcminaxis?是一項尖端的高分辨率位置傳感技術(shù)，專為滿足機器人關(guān)節(jié)對高性價比高精度解決方案的迫切需求而設(shè)計。該技術(shù)巧妙融合了多軸傳感功能與游標(biāo)技術(shù)，打造出一個既緊湊又易于集成的解決方案。

Arcminaxis?系列產(chǎn)品，如MLX90384，配備磁鐵、傳感器以及操作軟件，為用戶提供了全方位的支持。

傳統(tǒng)的磁性編碼器通常僅在幾個特定位置測量磁場的單一分量，這種方法可能會帶來誤差并限制其性能。相比之下，Arcminaxis?采用一種創(chuàng)新的方法，它利用兩個傳感區(qū)域來分別測量兩對正交的磁場分量——軸向和切向。這種多軸傳感技術(shù)與獨特的雙軌磁鐵設(shè)計（包含Master軌道和Nonius軌道）相結(jié)合，不僅消除了對傳感器精確放置的依賴，還能適應(yīng)更大的磁極范圍，從而顯著提升了測量的精度和整體性能。

· 

· 多軸傳感技術(shù)：Arcminaxis?在每個傳感區(qū)域均采用兩個正交組件——軸向和切向。這一獨特設(shè)計消除了對傳感器精確放置的嚴(yán)格要求，使得磁鐵與傳感器之間可以擁有更大的氣隙，同時兼容更大的磁極，從而大大增強了設(shè)計的靈活性和適應(yīng)性。

· 雙軌磁體設(shè)計革新：Arcminaxis?編碼器采用了創(chuàng)新的雙軌磁體系統(tǒng)，該系統(tǒng)由Master軌道和Nonius軌道構(gòu)成。這一設(shè)計與多軸傳感技術(shù)的完美融合，確保了能夠?qū)崿F(xiàn)精準(zhǔn)的360°測量，并顯著提升了整體的測量精度。

Arcminaxis?采用先進的信號處理技術(shù)，確保卓越的高精度表現(xiàn)：

· *Nonius 角精確重構(gòu)：通過四個獨特的信號和精密算法，系統(tǒng)有效減輕主軌道的串?dāng)_影響，從而精確提取Nonius角。

· 幅度與相位校正：系統(tǒng)對主信號的幅度和相位不匹配進行校正，最大限度地減少諧波誤差的產(chǎn)生。

· 精細角度重建：結(jié)合Master軌跡信號與恢復(fù)的Nonius 角，系統(tǒng)能夠?qū)С鼍毥嵌?，實現(xiàn)精準(zhǔn)定位。

· 諧波校正與線性化：經(jīng)過進一步的校正步驟，系統(tǒng)能夠最小化由機械失調(diào)（如偏心）和殘余磁串?dāng)_引起的諧波誤差。最后，利用查找表（LUT）補償磁體缺陷導(dǎo)致的非線性問題。

這些校正的最佳系數(shù)通過自動校準(zhǔn)程序確定，該程序可在系統(tǒng)以恒定速度運動時啟動（至少需完成一次完整旋轉(zhuǎn)）。這一流程確保了Arcminaxis?的最佳性能，并大幅縮短了設(shè)置時間。

· 卓越的精度與分辨率：
Arcminaxis?在整個360°范圍內(nèi)提供高達18位的分辨率，使機器人能以更高的一致性和可重復(fù)性執(zhí)行任務(wù)。

在眾多機器人應(yīng)用中，分辨率的價值往往超過精度。事實上，這些應(yīng)用的關(guān)鍵在于機器人動作的可重復(fù)性。高分辨率確保了每次都能精確到達相同位置，從而保證了高度的可重復(fù)性。

· 緊湊且易于集成的設(shè)計：

o Arcminaxis?的設(shè)計既緊湊又易于集成。傳感器在軸向、切向和徑向三個方向的定位公差均達到±0.5mm，提供了寬泛的裝配靈活性。此外，1.5mm的標(biāo)稱氣隙允許傳感器和磁鐵在機器人關(guān)節(jié)內(nèi)以安全距離安裝和操作，避免了“頭部碰撞”的風(fēng)險，這一設(shè)計在其他系統(tǒng)中可能會損壞編碼器。ms.

· 磁場適應(yīng)性廣
單個Arcminaxis?傳感器模塊能夠適配多種磁鐵（包括大小和極對數(shù)）。

· 綜合校準(zhǔn)流程：
如前所述，智能算法能夠執(zhí)行全方位的360°測量，從而顯著提升整體的測量精度。

· 成本效益：
盡管Arcminaxis?配備了諸多先進功能，但與其他高精度位置傳感技術(shù)相較，它仍提供了一種兼具經(jīng)濟性與高效性的解決方案。

· 高速SPI接口：
MLX90384通過其6MHz的高速多功能SPI接口進行操作，該接口支持多種命令結(jié)構(gòu)，用于獲取角度、速度、匝數(shù)信息，讀取錯誤狀態(tài)，甚至進行現(xiàn)場校準(zhǔn)操作。

機器人：為不同的機器人關(guān)節(jié)提供更精確和敏捷的運動，包括以下應(yīng)用：

 Arcminaxis?是高分辨率位置傳感領(lǐng)域的一項重大突破，它預(yù)示著機器人技術(shù)和自動化領(lǐng)域的全新變革。憑借其超凡的精度、高分辨率以及無縫集成的特性，Arcminaxis?使得工程師們能夠在運動控制中實現(xiàn)前所未有的精確度、效率與可靠性，從而為探索無限可能的新時代鋪設(shè)了道路。

三、參考資料

用戶指南

https://share.eepw.com.cn/share/download/id/395436

產(chǎn)品選型

https://www.melexis.com/en/products/magnetic-position-sensor-ics#selection-tool

數(shù)據(jù)手冊

https://share.eepw.com.cn/share/download/id/395437

環(huán)境

https://www.melexis.com/zh/contact/environmental-request-form

技術(shù)文章

https://www.melexis.com/zh/news/tech-talks/arcminaxis-revolutionizing-position-sensing-in-robotics