磁编码器芯片新秀：ISentek IST8210S打破国际垄断，赋能高端制造
盛思瑞特-叶工
在工业自动化、新能源汽车及高端消费电子等关键领域，磁编码器作为位置检测系统的核心元件，其性能参数直接决定了终端设备的测量精度、运行可靠性以及复杂环境适应性。长期以来，这一细分市场被Allegro、AMS等国际半导体巨头垄断，但近年来，以ISentek公司推出的IST8210S为代表的新秀磁编码器芯片，凭借其卓越的性能表现，正在国际市场上崭露头角，逐步打破国外厂商的技术壁垒。
iSentek IST8210S 是一种各向异性磁阻 (AMR) 数字磁性角度传感器，可检测磁场的方向。它是一个集成了磁传感器和控制 ASIC 的芯片，具有 14 位 ADC 输出，采用 1.6 × 1.6 × 1.2 mm3、12 引脚 BGA 封装。 IST8210S 提供 I2C 数字输出，具有高达 400 kHz 的快速模式。产生两个反映传感器与磁场方向之间角度θ的正弦输出信号（Sin(2θ)和Cos(2θ)），用于计算180度内的绝对角度。 IST8210S工作在饱和区，因此对磁铁的工艺和温度变化以及PCB安装的对准误差具有很高的耐受性。支持轴端和侧轴安装配置。 iSentek 为用户提供动态校准算法，以获得0.25°的角度误差。
IST8210S 包含两个独立（电隔离）全惠斯通电桥，布置在设备的几何中心周围。每个电桥都产生正弦输出，并且只对外部磁场的方向敏感。 AMR 电阻器的电阻变化产生的输出，同时外部磁场的方向发生变化。两个电桥形成 45° 角，在信号中产生相移，因此输出的函数为sin(2θ) 和 cos(2θ)。该信号通过 I2C 总线提供。反正切转换后得到绝对角度。
IST8210S 中的 AMR 电阻器非常独特，这是实现最佳线性度和精度的关键。传统的AMR电阻通常为矩形，有长轴和短轴。当外部磁场发生变化时，AMR 电阻的磁化也会随之旋转；然而，不均匀的形状各向异性导致磁极化随旋转角度的分布，从而导致输出的非线性。 IST8210S 的独特设计成功地解决了这个问题，实现了出色的精度。
IST8210S 结合磁性测量尺与评估电路，可以高精度测量直线和旋转运动。 IST8210S角度传感器的设计独立于磁尺的磁极长度（间距），为用户设计提供了最大的灵活性。
IST8210S 的高性能提供准确和即时的角度、位置、行驶或灵敏的速度控制。即使使用简单的评估电路，传感器的最小电桥偏移电压和可忽略的磁滞也可确保测量精度。电桥偏移和灵敏度的低温度系数允许在很宽的工作温度范围内使用，而不会显着降低精度。非接触性避免了灰尘、水、油等环境和磨损等操作的干扰。 IST8210S 支持大工作距离，可承受冲击和振动，为集成到系统提供灵活性和非凡的稳健性。与灵敏度始终与工作磁场强度成正比的传统霍尔角度传感器不同，IST8210S 在工作磁场超过建议值（320 高斯）时具有恒定的灵敏度。 这一独特功能允许最终用户使用具有广泛磁通密度的磁体，而无需额外调整评估电路，而这通常是基于霍尔的角度传感器所必需的。
特征
I2C 数字输出，具有 400KHz 的快速模式。
14位分辨率，用于绝对 180°角度检测
iSentek动态校准算法0.25°角度误差
1.3mA的低电流消耗
2.5uA 的低挂起电流消耗
1000Hz 输出数据速率
-40 至 +85°C 工作温度
1.6 × 1.6 × 1.2 mm3、12 引脚 BGA 封装
优点
非接触和无磨损角度测量
对灰尘、水、油或其他污染物不敏感
出色的抗冲击和振动稳定性
在高于 320 高斯的操作场中保持恒定的灵敏度
高灵敏度
应用
通用角度测量（180°绝对）
线性或旋转运动的增量或绝对位置检测
转速测量
电机通讯
工业机器人
阀门控制
电动工具
自动应用
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盛思瑞特-叶工
传感器知识分享：RM3100地磁传感器，板载压力传感器等
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