title: Web simulation solution for magnetic position sensors
Creators: name: Schneider, David
Publisher: name: FH CAMPUS 02 (CAMPUS 02 Fachhochschule der Wirtschaft)
Year: 2023
Subjects: subject: 681 Präzisionsinstrumente und andere Geräte

description: Magnetische Winkel-Positions-Sensoren fanden innerhalb des letzten Jahrzehnts weitreichende Verbreitung. Aufgrund ihrer Robustheit haben sie sich in vielen Anwendungen im Automobil, in der Industrie, im Consumer-und Medizinbereich als Standard durchgesetzt. Anwendungsbeispiele aus diesen Branchen sind: Gaspedale, Nähmaschinen, Smartwatch, und spezielle Operationswerkzeuge. Magnetische Winkel-Positions-Sensoren bestehen aus einem integrierten Schaltkreis und einem Permanentmagneten, der als Signalquelle dient, und an einem Objekt angebracht, ist von dem die Position bestimmt werden soll. Die Optimierung von magnetischen Winkel-Positions-Sensoren, um hohe Leistung und geringe Kosten der Applikationen zu ermöglichen, ist mit großen Herausforderungen verbunden. Das Ziel dieser Arbeit ist es diese Herausforderungen mittels eines simulationsbasierten Ansatzes zu meistern. Grundsätzlich ist die Simulation von magnetischen Positions-Sensoren komplex, da sie teure und schwierig zu bedienende Tools erfordert. Diese Probleme sollen mit einer Software namens POS-Simulator überwunden werden. Ein Teil der Software ist auf den PCs der Anwender installiert, dieser verbindet sich mit einem Webserver auf dem der andere Teil der Software installiert ist. Alle Simulationen werden auf dem Webserver ausgeführt. Die Simulationsergebnisse werden nach Abschluss der Simulation wieder zurück an den Anwender gesendet. Die Einfachheit des POS-Simulators soll durch eine Spezialisierung auf die Anforderungen des Kunden erreicht werden. Die Entwicklung des POS-Simulators ermöglicht Kunden die Dimensionierung von magnetischen Positionssensor-Systemen innerhalb von Stunden anstatt Wochen oder gar Monaten. Die Simulationsergebnisse wurden ausführlich durch Messungen verifiziert. Im Zuge dieser Messungen stellte sich heraus, dass Messungen und Simulationen ausreichend korrelieren um die Optimierung von Applikationen zu ermöglichen, sowie deren zu erwartende Messfehler abzuschätzen.
description: Magnetic angle position sensors have proved popular over the last decade. Because of their robustness they have prevailed as standard in a large variety of applications in the automotive, industry, consumer and medical area. Application examples in these areas include: throttle pedals, sewing machines, smartwatches and special surgery tools. Magnetic angle position sensors consist of an integrated circuit and a permanent magnet which serves as signal source and is attached to an object whose position needs to be sensed. The optimization of magnetic angle position sensors, in order to achieve high performance at low cost is complex. This thesis aims to solve these issues with a simulation-based approach. In general, the simulation of magnetic position sensors is complicated by several factors, therefore it requires expensive tools which are difficult to master and to use. These difficulties are overcome by a software called POS-Simulator. One part of the software is installed on the user's PC, which connects to a webserver where the other parts of the software are installed. All simulations are performed on the webserver. The simulation results are sent back to the user after the simulation has been completed. The simplicity of the POS-Simulator is attained by its high degree of specialization to the customer's needs. The POS-Simulator enables customers to design and verify the operation of position sensor systems within hours instead of several weeks. The simulation results have been verified by measurements where correlation with simulations was remarkably good. The accuracy of the simulation results is high enough to enable the optimization of applications and to predict their expected errors.