2017 五月

霍尔传感器

汽车电子行业的多面手

TDK集团收购的霍尔效应传感器制造商Micronas现在正式更名为TDK-Micronas,其产品系列仍然以Micronas品牌销售。Micronas霍尔传感器广泛用于汽车和工业电子设备的各种场合,包括从无刷直流电机换向到转角精确测量。

霍尔传感器与永磁体相互结合,可测量转速、角度、转向、油箱液位、压力、扭矩或电流等诸多变量。与其它技术相比,霍尔传感器以下优点:1. 密封性好,不会受到灰尘、污染物或水的影响;2. 不直接接触待测物体,无磨损,可靠性极高。

 

Micronas霍尔传感器。从左至右:用于转速测量的霍尔开关,用于位置和运动测量的线性霍尔传感器,以及用于直接角度测量的二维霍尔传感器。


霍尔开关

当磁体靠近传感器时,需要将测量的磁场强度与阈值进行比较。一旦超过阈值(开关点),传感器输出端的开关状态将会发生改变,并显示单极性、双极性或锁存开关行为,具体视传感器的型号而定。

鉴于此,TDK集团提供两款Micronas开关:带可编程功能的HAL 10xy和预先设定工作点HAL 15xy系列开关。其中HAL 15xy系列主要应用于汽车领域,符合ISO 26262标准的功能安全要求。该开关采用TO92或SOT23封装方式,包括3线式或2线式版本。后者带电流源输出,因此仅需两根电导线即可。典型应用是终点位置检测和转速测量。目前霍尔开关正逐步取代传统的机械式微开关,例如安全带扣。此外,它们能与电机控制器相结合,用于无刷直流电动机的换向。

线性霍尔效应传感器

路径测量或旋转运动测量需要用到结构更加复杂的、具有线性输出特性的Micronas线性霍尔传感器,该传感器能输出与磁场强度成比例的信号。这种信号可以是模拟输出电压、脉宽调制信号 (PWM) 或SENT协议输出。TDK产品系列包括四种可编程的线性霍尔传感器系列。这些传感器的输出特性可通过多达32个的标定点Direct angle sensor进行线性化处理,从而可完全对磁体或机械设计公差进行补偿。

最新一代的Micronas HAL 24xy传感器具有诊断功能,专为长达40 mm的精确距离测量而设计,其最大测量角度高达180度。HAR 24xy传感器非常适合有较高安全等级要求的线控驱动应用场合,并可提供冗余功能。提供冗余功能时,两个独立的传感器芯片(双芯)被集成到单一的TSSOP封装外壳内部。典型应用包括磁场测量,以及作为易磨损的常规电位计的替代方案。在车载应用场合中,线性霍尔传感器在踏板位置或转向力矩检测方面的应用效果非常理想。

直接角度传感器

线性传感器 (1D) 仅测量绝对磁场强度,而直接角度传感器 (2D) 还能捕获磁场矢量。除垂直于芯片表面的磁场分量之外,垂直霍尔元件还能对芯片平面分量进行测量。由此内部信号处理可计算出角度和位置信息。

Micronas HAL 37xy系列传感器采用3D-HAL封装技术,具有相当高的测量精度。除输出特性外,通过对非易失性存储器进行编程,其关键特性可根据磁路适时调整。HAC 37xy配备集成电容器,可实现最佳EMC性能,不仅可节省客户成本和空间,还可轻松用于无印刷电路板要求的应用场合。HAR 37xy是HAL 37xy系列的双芯版本,其典型应用领域包括高精度磁场定位测量如长达40mm的直线运动和360度全角度测量。直接角度传感器是节流阀或离合器踏板位置检测的理想选择。

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