磁阻傳感器 角度：AMR磁阻角度傳感器
傳感器 - AMR磁傳感器(芯片) - AMR磁阻角度傳感器
產(chǎn)品型號
兼容型號
類 型
供電
電壓
角度
范圍
電 阻
峰值 (mV/V)
工作磁
場范圍
角度
誤差
輸出接口
封裝形式
交付周期
規(guī)格說明書
AMR3001
―
Biaxial AMR Angle Sensor
0～12
180°
1.6KΩ
7.5
>200 Oe
AMR3005
―
Biaxial AMR Angle Sensor
0~18V
180°
0.35KΩ
16
>200 Oe
±0.1°
模擬差分輸出
LGA8L(5×5×0.9)
In Stock
點(diǎn)擊下載
AMR3008
―
Biaxial AMR Angle Sensor
0~18V
180°
2.1KΩ
13
>200 Oe
±0.1°
模擬差分輸出
LGA8L(5×5×0.9)
In Stock
點(diǎn)擊下載
AMR3013P
―
Biaxial AMR Angle Sensor
0~18V
180°
4.2KΩ
13
100~400 Oe
±0.1°
模擬差分輸出
SOP8
In stock
點(diǎn)擊下載
AMR4100
—
Biaxial AMR Angle Sensor
0~9V
180°
2.7KΩ
13
>200 Oe
±0.1°
模擬差分輸出
DFN12L(6×2×0.75)
In Stock
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磁阻傳感器 角度：電驅(qū)動(dòng)速度傳感器——磁阻角度傳感器
前面我們介紹了磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器電機(jī)速度傳感器，下面將從介紹另一種電機(jī)速度傳感器——磁阻角度傳感器，此磁阻非彼磁阻。
磁阻效應(yīng)；磁阻技術(shù)進(jìn)行角度測量的理論磁阻角度測量傳感器磁阻角度傳感器的技術(shù)優(yōu)勢磁阻效應(yīng)
某些鐵磁合金（例如坡莫合金）的電阻大小容易受到外部磁場的影響。這種固態(tài)磁阻效應(yīng)或各向異性磁阻（AMR）可以在薄膜技術(shù)中輕松實(shí)現(xiàn)，從而可以生產(chǎn)出精密但又具有成本效益的傳感器，為磁阻角度傳感器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了理論基礎(chǔ)。
2. 磁阻技術(shù)進(jìn)行角度測量的理論
磁阻傳感器利用了磁阻效應(yīng)，這種效應(yīng)是載流磁性材料在外部磁場的作用下改變其電阻的特性。圖1顯示了一條鐵磁材料帶，稱為坡莫合金。
圖1. 坡莫合金中的磁阻效應(yīng)
假設(shè)當(dāng)不存在外部磁場時(shí)，坡莫合金具有內(nèi)部磁化矢量M平行于電流（α=0）。 如果是外部磁場平行于坡莫合金平面但垂直于電流，則坡莫合金的內(nèi)部磁化矢量將旋轉(zhuǎn)一個(gè)α角度。 結(jié)果是，坡莫合金的電阻R將隨α角度的變化而變化:
R0和△R0是材料常數(shù)。從等式（1）可以明顯看出場關(guān)系是非線性的。當(dāng)外部磁場足夠大，坡莫合金內(nèi)部磁化矢量M將緊緊跟隨外部磁場的向量H，如此，內(nèi)部磁化矢量M與外部磁場的向量H相互平行。
通常，外部磁場是由永磁體產(chǎn)生的，如samarium-cobalt (SmCo)類型。可利用坡莫合金和外部永磁體構(gòu)建角度測量系統(tǒng)，如圖2所示，其中永磁體固定在旋轉(zhuǎn)軸上，永磁體轉(zhuǎn)過的角度即為旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)過的角度，坡莫合金做成磁阻角度測量傳感器固定在PCB板上。
圖2：角度傳感器和磁體的布置
磁阻角傳感器在硅基板上蝕刻，四個(gè)坡莫合金條以惠斯通電橋結(jié)構(gòu)排列，分別連接到傳感器電源電壓VCCS和傳感器接地電位GNDS。 如圖3所示。
圖3. 磁阻角傳感器:惠斯通電橋配置
根據(jù)等式（1）給出的基本關(guān)系，這種惠斯通電橋輸出信號（+ Vo，-Vo）的差分值與sin2α成比例。 這意味著包括一個(gè)惠斯通電橋的傳感器可以測量90°的角度范圍。如圖4所示。
圖4. 單個(gè)惠斯通電橋傳感器的輸出信號
通過使用雙橋結(jié)構(gòu)，可以將有限的角度范圍擴(kuò)展到180°測量范圍。如圖5所示。
圖5：雙惠斯通電橋傳感器的輸出信號
雙惠斯通電橋相互之間的偏移角度為45°。在這種布置中，兩個(gè)輸出信號顯示出90°的電相移。因此，這兩個(gè)信號分別與sin2α和cos2α成比例。這意味著包括兩個(gè)惠斯通電橋的傳感器可以測量180°的角度范圍。
3. 磁阻角度測量傳感器
圖6. 某磁阻角度傳感器的電路架構(gòu)
如圖6所示，為某公司提供的磁阻角度傳感器的電路架構(gòu)。該傳感器元件由兩個(gè)交錯(cuò)的惠斯通電橋構(gòu)成，如綠色方框圖，用于余弦和正弦信號，以及用于控制和信號放大的輔助功能。溫度補(bǔ)償電路（紅色）生成與絕對溫度成比例的參考電流，U / I轉(zhuǎn)換器和電流倍增器生成參考電流，該參考電流取決于電源電壓，溫度和電阻。該參考電流控制兩個(gè)傳感器橋的電源電壓，以通過電源緩沖器（藍(lán)色）補(bǔ)償其溫度系數(shù)（TC）。對于噪聲和EMC抑制，實(shí)施了橋式電源的低通濾波。電橋輸出電壓通過恒定因子放大，并饋送到輸出緩沖器（黃色）。為了最佳地使用ADC輸入范圍，余弦和正弦輸出電壓與電源電壓成比例關(guān)系，以電源電壓VCC=3.3V為例，Vout1和Vout2的輸出信號如圖7所示。VTEMP引腳提供與溫度相關(guān)的輸出電壓（紫色）。TCC_EN引腳用于通過功能控制塊啟用或禁用溫度系數(shù)補(bǔ)償。POWERDOWN_EN引腳用于將設(shè)備切換到掉電模式，并將輸出VOUT1和VOUT2設(shè)置為高阻抗。VTEMP引腳將通過內(nèi)部電阻拉至GND接地電平。如果不使用，應(yīng)將其連接到GND電位。磁阻角度傳感器內(nèi)部采用了斷線檢測（棕色），并在故障出現(xiàn)時(shí)，將輸出電壓VOUT1和VOUT2拉至接地GND電平，禁用引腳VTEMP。
圖7. 磁阻角度傳感器的輸出信號Vout1和Vout2圖8. 磁阻角度傳感器的角度測量系統(tǒng)
如圖8所示，磁阻角度傳感器用于電機(jī)角度和速度測量。磁阻角度傳感器的兩個(gè)輸出信號連接到控制單元（ECU）的AD轉(zhuǎn)換器，根據(jù)這兩個(gè)信號進(jìn)行電機(jī)角度和速度的計(jì)算。使用的磁阻角度傳感器可獲得高精度的信號值，并具備以下幾點(diǎn)優(yōu)勢：
-. 低電能消耗；
-. 用于磁阻角度傳感器和永磁體布置的空間比較小，使得電機(jī)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)可以非常緊湊。
正如前面提到雙惠斯通電橋磁阻角度傳感器有效測量范圍為180°，因此，它主要應(yīng)用于極對數(shù)為偶數(shù)的電機(jī)角度和速度測量。 對于奇數(shù)數(shù)量的極對的電機(jī)，轉(zhuǎn)子位置沒有明確定義。如圖9所示，紅色曲線是磁阻角度傳感器所測量的角度。
圖9.角度測量曲線
4. 磁阻角度傳感器的技術(shù)優(yōu)勢
由于磁阻效應(yīng)是一個(gè)角度效應(yīng)，它非常適合用于非接觸式角度測量系統(tǒng)。坡莫合金帶的電阻大小隨帶中內(nèi)部磁化矢量和流過帶的電流矢量之間的夾角變化而變化。因此，為了實(shí)現(xiàn)精確的測量，唯一要滿足的條件是坡莫合金的內(nèi)部磁化矢量必須實(shí)時(shí)跟隨外部磁場矢量。 當(dāng)使用比內(nèi)部磁化強(qiáng)度高得多的外部磁場強(qiáng)度時(shí)，可以確保這一點(diǎn)。利用坡莫合金的磁阻效應(yīng)測量旋轉(zhuǎn)角度和速度，具備以下優(yōu)勢：
-.磁漂移的獨(dú)立性
-.磁漂移與溫度無關(guān)
-.獨(dú)立于機(jī)械裝配公差
-.由熱應(yīng)力引起的機(jī)械位移的獨(dú)立性
此外，具備與所有其他非接觸式測量系統(tǒng)相同的優(yōu)勢：沒有磨損，并且可以用非磁性材料完全封裝，從而使傳感器模塊在污染和機(jī)械破壞方面堅(jiān)固耐用。所有這些優(yōu)點(diǎn)使得磁阻角度測量系統(tǒng)成為非常可靠、精確但又具有成本效益的角度測量解決方案。
結(jié)語：
關(guān)于文章內(nèi)容，期待能聽到你的聲音。同號于微信公眾號：“可可電驅(qū)”，更多相關(guān)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)容，如下圖所示。
磁阻傳感器 角度：磁阻角度傳感器
51
）
Int.CI?
權(quán)利要求說明書
說明書
幅圖
（
54
）發(fā)明名稱
?
磁阻角度傳感器
（
57
）摘要
?
本發(fā)明涉及磁阻角度傳感器。公開了
磁阻角度傳感器、傳感器系統(tǒng)和方法。在一
個(gè)實(shí)施例中，一種磁阻角度傳感器包括：第
一多個(gè)導(dǎo)體，彼此平行布置在第一平面中以
形成第一陣列；第二多個(gè)導(dǎo)體，彼此平行布
置在第二平面中以形成第二陣列，所述第二
平面與所述第一平面不同且間隔開，并且所
述第二多個(gè)導(dǎo)體關(guān)于所述第一多個(gè)導(dǎo)體正交
布置；以及至少一個(gè)磁阻元件，安置在所述
第一平面與所述第二平面之間。
法律狀態(tài)
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磁阻角度傳感器
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磁阻傳感器提供的輸出信號幾乎不受磁場變動(dòng)、磁溫度系數(shù)、磁傳感器距離與位置變動(dòng)影響，可以達(dá)到高準(zhǔn)確度與高效能，因此相當(dāng)適合各種要求嚴(yán)格的車用電子與工業(yè)控制的應(yīng)用。所以它遠(yuǎn)比采用其它傳感方法的器件更具有優(yōu)勢。
中文名
磁阻角度傳感器
產(chǎn)品類型
傳感器
應(yīng) 用
車用電子與工業(yè)控制
目錄
1
特性
2
應(yīng)用舉例
3
技術(shù)指標(biāo)
磁阻角度傳感器特性
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語音
1.角度測量達(dá)到180°；2.準(zhǔn)確且可靠；3.應(yīng)用場合靈活；4.無損耗運(yùn)作；5.可在寬廣的溫度范圍下運(yùn)作；6.機(jī)構(gòu)穩(wěn)固、非接觸式運(yùn)作；7.精確度不受機(jī)構(gòu)誤差以及磁場因溫度或使用時(shí)間所造成偏折的影響。
磁阻角度傳感器應(yīng)用舉例
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語音
1.電子羅盤以磁阻傳感器為基礎(chǔ)的電子羅盤依靠地球磁場其角度上的精確度可以高于0.1度。電子羅盤有著傳統(tǒng)針式和平衡架結(jié)構(gòu)羅盤沒有的許多方面的優(yōu)點(diǎn)，例如：防震防沖擊，對雜散場效應(yīng)的電路補(bǔ)償，以及電子導(dǎo)航系統(tǒng)直觀的交互界面。通過簡單的usart通信接口工程師可以輕易的將我們的數(shù)字羅盤模塊整合到他們自己的系統(tǒng)中去。在車輛gps系統(tǒng)，汽車電子羅盤，手持電子設(shè)備和望遠(yuǎn)鏡定位這些應(yīng)用中，都可以做到即插即用。2.磁力計(jì)霍尼韋爾的三軸智能數(shù)字磁力計(jì)（hmr）可以探測磁場的強(qiáng)度和方向，同時(shí)將x，y 和z 參量輸入計(jì)算機(jī)。三個(gè)獨(dú)立的橋電路用于感應(yīng)x，y，z 三個(gè)軸向的磁場。比起機(jī)械式和其他類型的磁力計(jì)，有低功耗，高靈敏度，響應(yīng)速度快，尺寸小，可靠性高等特點(diǎn)。這種傳感器有非常高的弱磁場靈敏度和用戶定制命令集，可以解決應(yīng)用中的各種問題。在羅盤導(dǎo)航設(shè)備，海運(yùn)，遠(yuǎn)程車輛監(jiān)控，加工控制，實(shí)驗(yàn)室設(shè)備，異常監(jiān)控，交通、車輛檢測等應(yīng)用中都是非常理想的。3.位置傳感－線性和角位置傳感器傳感器測量磁鐵磁場方位角時(shí)可以達(dá)到小于0.07 度的分辨率。測量磁場方向?qū)τ跍y量磁場強(qiáng)度的優(yōu)勢在于：對于磁鐵溫度系數(shù)不敏感，沖擊和振蕩影響小，可用于磁鐵和傳感器之間的多種介質(zhì)。這些傳感器可以在3 瓦特功率下達(dá)到0－5mhz 的帶寬響應(yīng)。輸出是標(biāo)準(zhǔn)的惠斯通電橋結(jié)構(gòu)。因?yàn)闆]有運(yùn)動(dòng)電子組件，傳感器具有長工作壽命，高可靠性和精確性等優(yōu)點(diǎn)。
磁阻角度傳感器技術(shù)指標(biāo)
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語音
1. vdda 工作電源電壓 vdda,vdd1,vdd2等聯(lián)接到同一個(gè)電源 4.5 5.0 5.5 v；2. vdd1 工作電源電壓 vdda,vdd1,vdd2等聯(lián)接到同一個(gè)電源 4.5 5.0 5.5 v；3. vdd2 工作電源電壓 vdda,vdd1,vdd2等聯(lián)接到同一個(gè)電源 4.5 5.0 5.5 v4. idd 工作電源電流 無負(fù)載 10.0 15.0 ma；5.[+vo-（-vo）]差分輸入電壓 相vdd ±6.6 ±28 mv/v；6. 共模電壓范圍 相vdd 490 510 mv/v；7. 磁鋼丟失閥值 相vdd 3.0 mv/v；8. 檢測角度范圍 以10°作為一調(diào)整單位 30 180 °；9. 外接時(shí)鐘頻率 用于調(diào)整 0.1 1.0 mhz；10. 內(nèi)部時(shí)鐘頻率 2.3 4 5.7 mhz；11. 輸出負(fù)載 2*105pf噓串接大于300Ω電阻 50 2*105 pf；12. 開關(guān)電壓閥值 遲滯是0.3v 2.8 4.5 v；13. 輸出電壓 輸出電壓有效范圍 5.5 94.5 %vdda；14. 精度 輸入合規(guī)定電壓信號（0---100°） ±0.45 °；15. 分辨率 輸入合規(guī)定電壓信號（0---100°） 0.1 °；16. 電源上電時(shí)間 20 ms；17. 反應(yīng)時(shí)間 從零上升到90%值 0.7 1.2 ms；18. 傳感器輸出電壓 磁鋼丟失閥值 12 15 20 mv；
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