隨著工業(yè)4.0的先進制造技術席卷全球市場，對高度自動化系統(tǒng)的需求急劇增加。這些系統(tǒng)不僅需要在集成的制造過程中運行，還需要不斷收集過程控制數(shù)據(jù)。大多數(shù)此類系統(tǒng)(包括機械手中的磁性編碼器、ADSP-2105BP-80接近傳感器、傳動器、壓力變送器、線性電機和獨立移動機器人)需要先進的位置感應解決方案來控制性能和收集工廠級數(shù)據(jù)，從而做出更明智的決策，提高設備運行的安全性和可靠性。

獨立移動機器人可以自動執(zhí)行簡單的任務，例如在倉庫中運輸材料。這種工業(yè)機器人有助于優(yōu)化制造工藝，增加產(chǎn)量，提高生產(chǎn)率。為了實現(xiàn)工廠車間或倉庫的安全高效導航，獨立移動機器人的車輪必須具有高精度系統(tǒng)控制功能，如位置感應和速度控制。

幾乎所有能夠控制運動的高性能自動化系統(tǒng)都需要位置感應，位置感應技術的選擇直接影響整個系統(tǒng)的成本和性能。在評估優(yōu)秀的位置感應解決方案時，需要考慮傳感器的精度、速度、功率、靈活性和可靠性。

多軸霍爾效應位置傳感器可以提供高精度、快速、可靠的絕對位置測量，非常適合精密自動化工業(yè)應用。這些功能有助于實現(xiàn)更準確的實時控制，這于提高設備性能、優(yōu)化系統(tǒng)效率和更大限度地縮短停機時間至關重要。

讓我們來看看獨立移動機器人的例子。圖中的方框圖顯示了車輪電機和電機控制器之間形成的反饋回路。其中使用的是TI的TMAG5170線性3D霍爾效應位置傳感器可以監(jiān)控電機軸和電機驅動器的精確角度位置，從而旋轉電機。線性3D霍爾效應傳感器通常直接影響系統(tǒng)帶寬和延遲。通過使用能夠測量高帶寬的傳感器，您可以提高反饋回路的整體速度，提高系統(tǒng)性能。

同樣，位置傳感器的測量精度決定了電機運動的可控性。傳感器的速度和精度通常是一個接一個地變化，因此系統(tǒng)性能受到限制。TMAG5170可以讀取高吞吐量數(shù)據(jù)，感應速度高達20kSPS，而且可以進行高精度的線性測量，最大誤差為2.6%，這樣你就不需要在兩者之間做出選擇。

圖：采用TMAG5170線性3D霍爾效應位置傳感器的自主移動機器人輪子電機模塊方框圖

在選擇位置傳感器時，功耗也可能是一個重要的考慮因素，這取決于是一個重要的考慮因素。電池供電系統(tǒng)或低功耗系統(tǒng)(例如，遠程4mA至20mA回路電源)通常需要低功耗運行模式的傳感器(例如，喚醒和睡眠和深度睡眠模式)，以幫助提高吞吐量和降低功耗。TMAG5170具有多種操作模式和采樣率。與其他精密線性3D霍爾效應傳感器相比，其電源效率至少可提高70%，可提高10%kHz至20kHz采樣范圍內(nèi)的電池供電器件或關注系統(tǒng)效率的輕負荷模式降低功耗。

一般來說，位置傳感器對機械配置有嚴格的限制。3D霍爾效應傳感器功能范圍和溫度補償選項的霍爾效應傳感器功能豐富，便于您靈活的磁性和機械設計。TMAG5170具有不需要片外處理的片上角度計算發(fā)動機，同時提供角度感應應用程序中傳感器和磁體的機械放置靈活性，包括軸上和部分軸上的配置。

由于工業(yè)系統(tǒng)和人工在自動化操作中的配合越來越緊密，因此需要更多的安全措施來確保操作安全。此外，對于防止工具停機和質(zhì)量問題的診斷功能的需求也在增加。除了精度、速度、功率和靈活性等因素外，讀數(shù)可靠性也是選擇位置傳感器時的一個重要因素。例如，如果選擇少量或根本沒有診斷功能的傳感器，可能需要大量的外部元件來保證傳感器數(shù)據(jù)的準確性和可靠性，這將增加設計材料清單(BOM)成本。TMAG5170具有獨特的智能診斷功能組合，如通信、連續(xù)性和內(nèi)部信號路徑檢查，以及可以配置電源、輸入磁場和系統(tǒng)溫度的診斷功能。傳感器數(shù)據(jù)可以在沒有其他組件的情況下保證準確，從而實現(xiàn)長期可靠性并降低BOM成本。