磁性传感器在许多领域发挥着重要作用

中国IC网 20220627

  • 角度传感器
  • 霍尔效应传感器

磁性传感器在许多领域发挥着重要作用。磁性传感器作为一种著名的传感器类型,从霍尔效应磁性传感器到各向异性磁阻效应,到基于巨大磁阻的GMR磁性传感器,再到基于隧道磁阻的TMR磁性传感器。

巨大的磁阻效应是指磁性材料的电阻率在没有外部磁场的情况下发生巨大变化的现象。简单来说,如果在某些情况下,磁场中物质的电阻率很高,那就叫巨大的磁阻效应。GMR传感器一般采用桥梁结构、功耗、响应时间、温度漂移等传感器指标,与AMR传感器相似,但磁阻比远大于AMR,其磁阻一般比δR/RMIN高15%左右。由于GMR的技术门槛较高,比基于霍尔效应和各向异性磁阻效应的AMR传感器更为罕见。

GMR角度传感应用模拟输出。

角度传感器BA5415A一直是磁性传感器的一个重要应用方向,从低端到高端,从标准化到汽车、工业和消费,GMR具有良好的应用场景。角度传感器使用单个集成磁阻元件来测量正弦和余弦角的重量来检测磁场的方向。GMR传感器非常适应用程序,如无刷直流电机或转向传感器。GMR传感器可以在预校准后立即使用,不同级别的信号处理集成可以优化系统分区。

GMR角度传感器在高温下保持稳定是应用中经常遇到的问题。电机的高温环境会降低磁场强度,降低传感器的输出幅度。如果角度计算取决于振幅值,振幅值会随着温度的变化而变化,这将不可避免地影响角度精度。通过振幅比Sin÷Cos可以计算出模拟输出GMR角度传感器。即使高温传感器的输出振幅降低,振幅比几乎不受温度的影响,也不影响计算角度的精度。

在高温环境下,角度误差与温度变化引起的磁场强度变化无关。

另一方面,高温和强磁场条件可能会对设备产生额外的影响。强磁场对角度传感器的45deg方向施加压力,导致固定层的磁化方向不可逆,输出相位差导致角度精度差。

(GMR,英飞凌)

以上,模拟输出GMR角度传感器正弦和余弦角度重量检测磁场方向,深度GMR技术制造商将模拟固定层输出GMR传感器,减少正弦差,增强磁场压力耐受性,在发动机附近,电驱动系统必须使用超磁场工作磁铁,可以显著提高外部分散磁场的容忍度。此外,模拟输出传感器和磁铁之间的相对位置更自由,提高了机械设计的灵活性。

开关GMR检测。

在高精度ON/OFF检测中,开关GMR通常与霍尔传感器进行比较。以电子锁应用为例,比较两者在ON/OFF磁滞和偏移位置的最大偏差,GMR在ON/OFF磁滞上的偏差约为0.15mm,霍尔传感器的偏移位置偏差约为0.5mm,GMR的偏移位置偏差约为0.4mm,霍尔传感器的偏移位置偏差约为0.7mm。

在开关输出检测中,GMR传感器的灵敏度偏差较小。即使工作磁场的变化梯度非常陡峭,GMR也可以完成高精度运动位置检测。同时,在高精度ON/OFF检测中,机械开关引起的接触故障受到批评。GMR传感器的远程检测可用于设计非接触式开关,也可用于磨损和振动引起的接触不良。

GMR高速检测磁编码器。

在高速检测中,如果传感器输出响应速度慢,将无法实现50%的空比;由于时间顺序不匹配,速度计算和旋转方向检测低速度计算和旋转方向检测的检测精度。如果只考虑传感器足够了。

GMREncoder可以保持50%的空输出,即使在频率上达到100kHz。在传统的10kHz(4极磁铁和100krpm)中,GMR可以保留足够的响应速度余量。在高速旋转检测中,输出响应速度无疑具有良好的性能。当然,在高速旋转检测中,还必须注意信号处理芯片和电子电路的响应速度。

小结

由于检测距离长、磁滞低、精度高,这三种GMR传感应用非常适合消费电子、白电等领域;在各种恶劣环境下,编码器GMR可以保持50%的空比和90°的A/B相差,在电机高精度速度检测中效果显著;模拟输出GMR特别适用于高温强磁场,有利于更灵活的机械设计。


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