磁阻传感器 角度：AMR磁阻角度传感器

传感器 - AMR磁传感器(芯片) - AMR磁阻角度传感器

产品型号
兼容型号
类 型
供电
电压
角度
范围
电 阻
峰值 (mV/V)
工作磁
场范围
角度
误差
输出接口
封装形式
交付周期
规格说明书

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°
模拟差分输出
LGA8L(5×5×0.9)
In Stock
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AMR3008
―
Biaxial AMR Angle Sensor
0~18V
180°
2.1KΩ
13
>200 Oe
±0.1°
模拟差分输出
LGA8L(5×5×0.9)
In Stock
点击下载

AMR3013P
―
Biaxial AMR Angle Sensor
0~18V
180°
4.2KΩ
13
100~400 Oe
±0.1°
模拟差分输出
SOP8
In stock
点击下载

AMR4100
—
Biaxial AMR Angle Sensor
0~9V
180°
2.7KΩ
13
>200 Oe
±0.1°
模拟差分输出
DFN12L(6×2×0.75)
In Stock
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磁阻传感器 角度：AMR磁阻角度传感器 第1张" title="磁阻传感器 角度：AMR磁阻角度传感器 第1张-传感器知识网"/>

磁阻传感器 角度：电驱动速度传感器——磁阻角度传感器

前面我们介绍了磁阻式旋转变压器电机速度传感器，下面将从介绍另一种电机速度传感器——磁阻角度传感器，此磁阻非彼磁阻。
磁阻效应；磁阻技术进行角度测量的理论磁阻角度测量传感器磁阻角度传感器的技术优势磁阻效应
某些铁磁合金（例如坡莫合金）的电阻大小容易受到外部磁场的影响。这种固态磁阻效应或各向异性磁阻（AMR）可以在薄膜技术中轻松实现，从而可以生产出精密但又具有成本效益的传感器，为磁阻角度传感器的系统设计提供了理论基础。
2. 磁阻技术进行角度测量的理论
磁阻传感器利用了磁阻效应，这种效应是载流磁性材料在外部磁场的作用下改变其电阻的特性。图1显示了一条铁磁材料带，称为坡莫合金。
图1. 坡莫合金中的磁阻效应
假设当不存在外部磁场时，坡莫合金具有内部磁化矢量M平行于电流（α=0）。 如果是外部磁场平行于坡莫合金平面但垂直于电流，则坡莫合金的内部磁化矢量将旋转一个α角度。 结果是，坡莫合金的电阻R将随α角度的变化而变化:
R0和△R0是材料常数。从等式（1）可以明显看出场关系是非线性的。当外部磁场足够大，坡莫合金内部磁化矢量M将紧紧跟随外部磁场的向量H，如此，内部磁化矢量M与外部磁场的向量H相互平行。
通常，外部磁场是由永磁体产生的，如samarium-cobalt (SmCo)类型。可利用坡莫合金和外部永磁体构建角度测量系统，如图2所示，其中永磁体固定在旋转轴上，永磁体转过的角度即为旋转轴转过的角度，坡莫合金做成磁阻角度测量传感器固定在PCB板上。
图2：角度传感器和磁体的布置
磁阻角传感器在硅基板上蚀刻，四个坡莫合金条以惠斯通电桥结构排列，分别连接到传感器电源电压VCCS和传感器接地电位GNDS。 如图3所示。
图3. 磁阻角传感器:惠斯通电桥配置
根据等式（1）给出的基本关系，这种惠斯通电桥输出信号（+ Vo，-Vo）的差分值与sin2α成比例。 这意味着包括一个惠斯通电桥的传感器可以测量90°的角度范围。如图4所示。
图4. 单个惠斯通电桥传感器的输出信号
通过使用双桥结构，可以将有限的角度范围扩展到180°测量范围。如图5所示。
图5：双惠斯通电桥传感器的输出信号
双惠斯通电桥相互之间的偏移角度为45°。在这种布置中，两个输出信号显示出90°的电相移。因此，这两个信号分别与sin2α和cos2α成比例。这意味着包括两个惠斯通电桥的传感器可以测量180°的角度范围。
3. 磁阻角度测量传感器
图6. 某磁阻角度传感器的电路架构
如图6所示，为某公司提供的磁阻角度传感器的电路架构。该传感器元件由两个交错的惠斯通电桥构成，如绿色方框图，用于余弦和正弦信号，以及用于控制和信号放大的辅助功能。温度补偿电路（红色）生成与绝对温度成比例的参考电流，U / I转换器和电流倍增器生成参考电流，该参考电流取决于电源电压，温度和电阻。该参考电流控制两个传感器桥的电源电压，以通过电源缓冲器（蓝色）补偿其温度系数（TC）。对于噪声和EMC抑制，实施了桥式电源的低通滤波。电桥输出电压通过恒定因子放大，并馈送到输出缓冲器（黄色）。为了最佳地使用ADC输入范围，余弦和正弦输出电压与电源电压成比例关系，以电源电压VCC=3.3V为例，Vout1和Vout2的输出信号如图7所示。VTEMP引脚提供与温度相关的输出电压（紫色）。TCC_EN引脚用于通过功能控制块启用或禁用温度系数补偿。POWERDOWN_EN引脚用于将设备切换到掉电模式，并将输出VOUT1和VOUT2设置为高阻抗。VTEMP引脚将通过内部电阻拉至GND接地电平。如果不使用，应将其连接到GND电位。磁阻角度传感器内部采用了断线检测（棕色），并在故障出现时，将输出电压VOUT1和VOUT2拉至接地GND电平，禁用引脚VTEMP。
图7. 磁阻角度传感器的输出信号Vout1和Vout2图8. 磁阻角度传感器的角度测量系统
如图8所示，磁阻角度传感器用于电机角度和速度测量。磁阻角度传感器的两个输出信号连接到控制单元（ECU）的AD转换器，根据这两个信号进行电机角度和速度的计算。使用的磁阻角度传感器可获得高精度的信号值，并具备以下几点优势：
-. 低电能消耗；
  -. 用于磁阻角度传感器和永磁体布置的空间比较小，使得电机结构的设计可以非常紧凑。
正如前面提到双惠斯通电桥磁阻角度传感器有效测量范围为180°，因此，它主要应用于极对数为偶数的电机角度和速度测量。 对于奇数数量的极对的电机，转子位置没有明确定义。如图9所示，红色曲线是磁阻角度传感器所测量的角度。
图9.角度测量曲线
4. 磁阻角度传感器的技术优势
由于磁阻效应是一个角度效应，它非常适合用于非接触式角度测量系统。坡莫合金带的电阻大小随带中内部磁化矢量和流过带的电流矢量之间的夹角变化而变化。因此，为了实现精确的测量，唯一要满足的条件是坡莫合金的内部磁化矢量必须实时跟随外部磁场矢量。 当使用比内部磁化强度高得多的外部磁场强度时，可以确保这一点。利用坡莫合金的磁阻效应测量旋转角度和速度，具备以下优势：
-.磁漂移的独立性
-.磁漂移与温度无关
-.独立于机械装配公差
-.由热应力引起的机械位移的独立性
此外，具备与所有其他非接触式测量系统相同的优势：没有磨损，并且可以用非磁性材料完全封装，从而使传感器模块在污染和机械破坏方面坚固耐用。所有这些优点使得磁阻角度测量系统成为非常可靠、精确但又具有成本效益的角度测量解决方案。
结语：
关于文章内容，期待能听到你的声音。同号于微信公众号：“可可电驱”，更多相关电驱动系统内容，如下图所示。

磁阻传感器 角度：磁阻角度传感器

51
）
Int.CI?

权利要求说明书
说明书
幅图

（
54
）发明名称

?
磁阻角度传感器

（
57
）摘要

?
本发明涉及磁阻角度传感器。公开了
磁阻角度传感器、传感器系统和方法。在一
个实施例中，一种磁阻角度传感器包括：第
一多个导体，彼此平行布置在第一平面中以
形成第一阵列；第二多个导体，彼此平行布
置在第二平面中以形成第二阵列，所述第二
平面与所述第一平面不同且间隔开，并且所
述第二多个导体关于所述第一多个导体正交
布置；以及至少一个磁阻元件，安置在所述
第一平面与所述第二平面之间。

法律状态

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磁阻角度传感器
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磁阻传感器提供的输出信号几乎不受磁场变动、磁温度系数、磁传感器距离与位置变动影响，可以达到高准确度与高效能，因此相当适合各种要求严格的车用电子与工业控制的应用。所以它远比采用其它传感方法的器件更具有优势。
中文名
磁阻角度传感器
产品类型
传感器
应    用
车用电子与工业控制
目录
1
特性
2
应用举例
3
技术指标
磁阻角度传感器特性
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语音
1.角度测量达到180°；2.准确且可靠；3.应用场合灵活；4.无损耗运作；5.可在宽广的温度范围下运作；6.机构稳固、非接触式运作；7.精确度不受机构误差以及磁场因温度或使用时间所造成偏折的影响。
磁阻角度传感器应用举例
编辑
语音
1.电子罗盘以磁阻传感器为基础的电子罗盘依靠地球磁场其角度上的精确度可以高于0.1度。电子罗盘有着传统针式和平衡架结构罗盘没有的许多方面的优点，例如：防震防冲击，对杂散场效应的电路补偿，以及电子导航系统直观的交互界面。通过简单的usart通信接口工程师可以轻易的将我们的数字罗盘模块整合到他们自己的系统中去。在车辆gps系统，汽车电子罗盘，手持电子设备和望远镜定位这些应用中，都可以做到即插即用。2.磁力计霍尼韦尔的三轴智能数字磁力计（hmr）可以探测磁场的强度和方向，同时将x，y 和z 参量输入计算机。三个独立的桥电路用于感应x，y，z 三个轴向的磁场。比起机械式和其他类型的磁力计，有低功耗，高灵敏度，响应速度快，尺寸小，可靠性高等特点。这种传感器有非常高的弱磁场灵敏度和用户定制命令集，可以解决应用中的各种问题。在罗盘导航设备，海运，远程车辆监控，加工控制，实验室设备，异常监控，交通、车辆检测等应用中都是非常理想的。3.位置传感－线性和角位置传感器传感器测量磁铁磁场方位角时可以达到小于0.07 度的分辨率。测量磁场方向对于测量磁场强度的优势在于：对于磁铁温度系数不敏感，冲击和振荡影响小，可用于磁铁和传感器之间的多种介质。这些传感器可以在3 瓦特功率下达到0－5mhz 的带宽响应。输出是标准的惠斯通电桥结构。因为没有运动电子组件，传感器具有长工作寿命，高可靠性和精确性等优点。
磁阻角度传感器技术指标
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语音
1. vdda 工作电源电压 vdda,vdd1,vdd2等联接到同一个电源 4.5 5.0 5.5 v；2. vdd1 工作电源电压 vdda,vdd1,vdd2等联接到同一个电源 4.5 5.0 5.5 v；3. vdd2 工作电源电压 vdda,vdd1,vdd2等联接到同一个电源 4.5 5.0 5.5 v4. idd 工作电源电流 无负载 10.0 15.0 ma；5.[+vo-（-vo）]差分输入电压 相vdd ±6.6 ±28 mv/v；6. 共模电压范围 相vdd 490 510 mv/v；7. 磁钢丢失阀值 相vdd 3.0 mv/v；8. 检测角度范围 以10°作为一调整单位 30 180 °；9. 外接时钟频率 用于调整 0.1 1.0 mhz；10. 内部时钟频率 2.3 4 5.7 mhz；11. 输出负载 2*105pf嘘串接大于300Ω电阻 50 2*105 pf；12. 开关电压阀值 迟滞是0.3v 2.8 4.5 v；13. 输出电压 输出电压有效范围 5.5 94.5 %vdda；14. 精度 输入合规定电压信号（0---100°） ±0.45 °；15. 分辨率 输入合规定电压信号（0---100°） 0.1 °；16. 电源上电时间 20 ms；17. 反应时间 从零上升到90%值 0.7 1.2 ms；18. 传感器输出电压 磁钢丢失阀值 12 15 20 mv；
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