洗練されたオートメーション制御システムには、正確な位置測定が必要です。精密なモーション制御が求められ、きわめて正確な測定が必要なロボット工学などの産業用アプリケーションでは、特にそれが当てはまります。誘導型エンコーディングを使用すると、高精度や堅牢性、その他の魅力的な利点が得られます。
オンセミは、高精度、高速、堅牢性を兼ね備えた新しい産業用回転位置センサを開発しました。これにより誘導型位置センシングが新たなレベルに引き上げられ、産業用アプリケーションに適した技術になりました。この革新的なアプローチは、特許取得済みの誘導センサ設計技術を使用しており、他の誘導位置センサよりもはるかに高い精度を実現できます。
図1：工業生産ラインでのロボットアーム
オンセミの新しいデュアル誘導型アーキテクチャは、さまざまな機械的測定のための汎用性の高いアプローチです。主な用途は回転位置（および速度）センシングであり、20ビットの分解能を提供できます。各種アプリケーションへの対応のため、多種多様なセンササイズが可能です。
約6,000 RPMの回転速度では、38mmセンサで+/-50秒角の精度を達成できます。NCS32100は、センサが適切に設計されている場合は最大100,000 RPMまで動作可能ですが、高速回転時には精度が低下します。
誘導型センサは、液体、汚れや埃、磁場、EMI、強い振動など、ほぼすべての種類の汚染や干渉の影響を受けません。NCS32100は、機械的振動に対する感度が低いため、ロータからステータへの並進とロータからステータへの回転を区別できます。例えば、回転運動（測定される）とX、Y、Z軸の振動（必要に応じて除去できる）を区別することができます。
NCS32100は、簡潔で使いやすいソリューションとなる統合レベルを提供しており、Arm® Cortex®-M0+プロセッサとコンフィギュレーション設定を保存するためのフラッシュメモリを搭載しています。また、PCBの非対称性を補正するための高速セルフキャリブレーションルーチンを内蔵しています（製造時間を短縮するため）。このキャリブレーションに必要なのは、ロータが回転して2秒で完了することだけです。設計の柔軟性を高めるために、さまざまな設計、形状、サイズ、フォームファクタを備えた各種センサやPCBで使用される使いやすいプログラミングインタフェースを備えています。
このソリューションは、位置と速度をデジタル形式で直接出力するため、生のアナログ信号からこの情報を取り出す必要はありません。NCS32100は、必要な他の部品点数を削減し、設計時間を短縮してリスクを軽減することができます。NCS32100をベースにしたソリューションは12個の部品で実現できますが、同等の38mm光学式エンコーダでは100個以上の部品が必要です。2つのソリューションを比較すると、NCS32100ベースのセンサではBOMを大幅に削減できます。
図2：デュアル誘導型回転位置センサ
柔軟な機械仕様により、実際の条件で+/-50秒角の精度を達成できます。例えば、NCS32100リファレンスデザインでは、ロータとステータのエアギャップは0.1～0.5mmでまったく問題なく、またロータとステータの傾斜も0.5度を超えない程度で問題ありません。このセンサは、リファレンスデザインで提供される0.1～0.5mm以外の異なるエアギャップを達成でき、1mmが一般的な標準エアギャップです。また、セルフキャリブレーションにリファレンスエンコーダは不要であり、ロータが100 RPMから1,000 RPMの間で動くことを確認するだけです。
高レベルのコンフィギュアビリティにより、幅広いPCBセンサ設計での使用が可能であり、エンドユーザはそれぞれのソリューションを設定して差別化を図ることができます。
NCS32100のフロントエンドは、自動ゲインアンプ（AGC）と統合アナログ/デジタルコンバータ（ADC）を備えています。統合されたArm® Cortex®-M0+マイクロコントローラは、不揮発性フラッシュメモリ(NVM)と、ホストプロセッサとの通信用の設定可能なインタフェースを内蔵しています。
NCS32100をさらに強化するために、レイテンシ外挿、ローパスフィルタリング（LPF）、オープンコイル検出、自動ゼロ調整など、多様なオプション機能を利用できます。さらに、設計者が迅速な評価と市場投入までの時間を短縮できるように、リファレンスデザインと評価ボードも用意されています。
高速で移動する機械を使用する多くの産業用アプリケーションで、正確な位置センシングが不可欠です。NCS32100は、精度、速度、統合、使いやすさ、堅牢性、そしてほとんど汚染や干渉の影響を受けないという特徴を兼ね備えており、非常に有益なソリューションとなっています。
オンセミの産業用回転位置センサは、産業用アプリケーションにおける回転センシングに最適なソリューションを提供します。NCS32100に関する情報、および新たな種類の高精度回転位置エンコーダを実現する誘導型位置センシングへの新しいアプローチをご覧ください。
