هيكل ومبدأ عمل التشفير المغناطيسي

تعد أجهزة التشفير المغناطيسية مكونات أساسية في العديد من التطبيقات الصناعية والاستهلاكية الحديثة، حيث توفر معلومات دقيقة وموثوقة عن الموقع وسرعة الاستجابة. على عكس أجهزة التشفير الضوئية، تستخدم أجهزة التشفير المغناطيسية المجالات المغناطيسية لتحديد موضع الجسم وحركته، مما يجعلها أكثر قوة ومناسبة للبيئات القاسية. تستكشف هذه المقالة هيكل ومبدأ عمل أجهزة التشفير المغناطيسي، مع تسليط الضوء على مزاياها وتطبيقاتها.

هيكل التشفير المغناطيسي

تتكون أجهزة التشفير المغناطيسي من عدة مكونات رئيسية:

1. المغناطيس :

• المغناطيس الدائم : عادة ما يكون مغناطيسًا صغيرًا عالي القوة مصنوع من مواد مثل النيوديميوم. يولد مجال مغناطيسي مستقر.

• المقياس المغناطيسي أو الحلقة : مجموعة من المغناطيس مرتبة في نمط معين على مقياس أو حلقة ، وتوفير بيانات الموضع الإضافي أو المطلق.

2. المستشعر :

• المستشعر المغناطيسي : غالبًا ما يكون مستشعر تأثير القاعة أو مستشعر مغناطيسي ، يكتشف التغيرات في المجال المغناطيسي حيث يتحرك المغناطيس بالنسبة إلى المستشعر.

• دائرة معالجة الإشارات : يحول الإشارة الخام من المستشعر إلى إخراج رقمي أو تمثيلي يمكن قراءته بواسطة نظام تحكم.

3. السكن :

• العلبة : يحمي المكونات الداخلية من العوامل البيئية مثل الغبار والرطوبة والأضرار الميكانيكية.

• الجهاز المتصاعد : يضمن أن يكون المشفر متصلًا بشكل آمن بالجهاز الذي تراقبه.

مبدأ العمل من المشفرات المغناطيسية

يدور مبدأ العمل في التشفير المغناطيسي حول التفاعل بين المجال المغناطيسي والمستشعر. إليك كيف تعمل:

1. توليد المجال المغناطيسي :

• يخلق مغناطيس دائم أو سلسلة من المغناطيس مجالًا مغناطيسيًا مستقرًا. تعتمد قوة المجال المغناطيسي ونمطها على تصميم التشفير.

2. اكتشاف الحركة :

• مع تحرك المغناطيس بالنسبة إلى المستشعر ، يتغير المجال المغناطيسي في موقع المستشعر. يتم اكتشاف هذا التغيير بواسطة المستشعر المغناطيسي (تأثير القاعة أو المغناطيسية).

3. تحويل الإشارة :

• يحول المستشعر المغناطيسي التغيرات في المجال المغناطيسي إلى إشارات كهربائية. يمكن أن تكون طبيعة هذه الإشارات التناظرية (اختلافات الجهد) أو الرقمية (تعداد النبض).

4. معالجة الإشارات :

• تفسر دائرة معالجة الإشارات إخراج المستشعر وتولد بيانات ذات معنى ، مثل الموضع والسرعة والاتجاه. ثم يتم نقل هذه البيانات إلى نظام التحكم لمزيد من المعالجة.

أنواع المشفرات المغناطيسية

تأتي المشفرات المغناطيسية في نوعين رئيسيين: تدريجي ومطلق.

1. الترميز المغناطيسي الإضافي :

• توفير معلومات الموقف النسبي عن طريق توليد سلسلة من النبضات مع تحرك المغناطيس. يتوافق عدد النبضات مع المسافة المقطوعة.

• مناسبة للتطبيقات التي يكون فيها موضع البداية معروفًا ، ويجب تتبع التغيير فقط في الموضع.

2. ~!phoenix_var27_0!~~!phoenix_var27_1!~

• توفير معلومات الموقف المطلقة عن طريق تعيين رمز فريد لكل موضع على طول المقياس المغناطيسي أو الحلقة.

• مثالي للتطبيقات التي تتطلب تتبعًا دقيقًا للموضع ، حتى بعد فقدان الطاقة أو إعادة تشغيل النظام.

مزايا الترميز المغناطيسي

توفر المشفرات المغناطيسية عدة مزايا على أنواع أخرى من المشفرات:

1. المتانة :

• مقاومة للغبار والرطوبة والاهتزازات ، مما يجعلها مناسبة للبيئات القاسية.

2. المتانة :

• نقص الأجزاء المتحركة يقلل من البلى ، مما يؤدي إلى حياة تشغيلية أطول.

3. فعالية التكلفة :

• عمومًا أكثر بأسعار معقولة من المشفرات البصرية ، وخاصة في البيئات التي تتطلب فيها المشفرات البصرية تدابير وقائية إضافية.

4. التنوع :

• يمكن استخدامها في مجموعة واسعة من التطبيقات ، من الآلات الصناعية إلى الإلكترونيات الاستهلاكية.

تطبيقات المشفرات المغناطيسية

يتم استخدام المشفرات المغناطيسية في التطبيقات المختلفة ، بما في ذلك:

1. الأتمتة الصناعية :

• الموقف والسرعة ملاحظات للمحركات والناقلات والأسلحة الآلية.

2. السيارات :

• مستشعرات زاوية التوجيه ، مستشعرات موضع الخانق ، وأجهزة استشعار سرعة العجلات.

3. إلكترونيات المستهلك :

• مقابض التحكم ، وحدات التحكم في الألعاب ، وأجهزة استشعار الموضع في الأجهزة المنزلية.

4. الأجهزة الطبية :

• تتبع الموقف في أنظمة التصوير والأدوات الجراحية الآلية.

خاتمة

تلعب المشفرات المغناطيسية دورًا مهمًا في التكنولوجيا الحديثة ، حيث توفر وضعًا موثوقًا ودقيقًا وملاحظات سريعة في مجموعة متنوعة من التطبيقات. إن تصميمهم القوي والمتانة والفعالية من حيث التكلفة يجعلهم خيارًا شائعًا في الصناعات التي تتراوح من التصنيع إلى الإلكترونيات الاستهلاكية. يعد فهم البنية ومبدأ العمل للمشفرات المغناطيسية أمرًا ضروريًا لاختيار المشفر المناسب لتطبيقك المحدد.