Entwicklung mehrdimensionaler magnetfeldbasierter Positionsmesssysteme am Beispiel eines inversen Pendels

Die genaue Bestimmung der Position und Lage beweglicher Komponenten ist eine in den Bereichen Automobilindustrie und Automatisierungstechnik häufig zu lösende Aufgabe. Auf diesem Gebiet bieten Systeme bestehend aus Permanentmagneten und Magnetfeldsensoren den Vorteil eines präzisen, robusten, berührungslosen und damit verschleißfreien Messverfahrens. Sensoren, basierend auf der HallinOne®-Technologie, ermöglichen den Aufbau von Systemen, in denen sämtliche relativen 3D-Positions- und Lagekoordinaten in die Positionsbestimmung eingehen. Allerdings ist der Entwurf von entsprechenden Anwendungen basierend auf einer mehrdimensionalen Messung der magnetischen Flussdichte aus Sicht des Entwicklers eine sehr komplexe Aufgabe. In diesem Beitrag wird die Entwurfsproblematik mehrachsiger magnetfeldbasierter Positionsmesssysteme erläutert und anhand eines inversen Pendels verdeutlicht.

Exact determination of displacement and rotation of moving parts is a frequent task in automotive and industrial automation. Systems consisting of permanent magnets and magnetic flux sensors provide the advantage of a precise, robust, non-contact, i.e. wear-free measurement method. Magnetic sensors based on HallinOne® technology enable the design of systems which make use of the entire (3D) set of relative translational and rotational position coordinates for the determination of the required position. However, the design of corresponding multi-axis magnetic encoder applications poses a quite complex task for the engineer. In this contribution, we explain the design process for multi-axis magnetic position sensing systems and present an inverse pendulum solution as an example.