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线性位移传感新方向:瞄准汽车应用

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2021-11-25 13:35:37

位移传感器,我们也可以叫它线性传感器,是利用金属感应的一种线性传感器件。这种传感器通常用于把不便于定量检测和处理的位移、位置、形变、振动、尺寸等物理量转换为易于定量检测、便于作信息传输与处理的电学量,根据位移量的大小输出大小不同的电信号,然后判断出位移量的大小。

小位移通常用应变式、电感式、差动变压器式、涡流式、霍尔传感器来检测,大的位移常用感应同步器、光栅、容栅、磁栅等传感技术来测量。位移传感器在工业自动化,物联网领域以及汽车自动驾驶领域应用范围相当广泛。尤其近年来,随着新能源汽车的发展,各厂商的线性位移传感器也都将发展方向转向汽车应用,在汽车运控中提供更高的位置分辨率。分辨率,重复精度和线性度是传感器避不开的三个指标,当然,一个传感器的好坏当然不能仅凭以上三个指标来衡量,从应用的角度来看还有最重要的成本问题,以及可靠性问题等等,这都是需要考虑到的。

AMS线性位移传感IC

作为Apple的核心供应商,AMS输出了相当多的传感器解决方案,是传感器领域的一方巨头。AMS旗下的高精密位移传感器系列在线性运动检测领域很有名头,以高分辨率,高准确度和低功耗著称。旗下最高精度的分辨率可达到0.5μm。

(AS5304,AMS)

AS5304是基于非接触式磁传感技术的线性传感器。它使用的是多极磁性条(或者磁环)来测量位置和运动。使用多极磁性条时候用于检测线性运动,使用圆形多极磁环则能用于旋转递增的旋转离轴应用。

(应用图示,AMS)

该芯片标准输出接口都为ABI接口,每个ABI接口的最大速度均为20m/s。在接口上,每4.0mm极对长度上有着160个脉冲。在AMS的独有技术下,基于磁传感技术的传感芯片并不会受到外部杂散磁场的干扰,保证了该IC在高速下保持稳定传感。带ABI输出的160步线性增量位置传感器,这种级别的传感器在电机控制,工业设备运动控制上是不二的高端选择。

Melexis线性位移传感IC

Melexis的磁传感技术想必大家都有所耳闻,在行业内也是享有盛誉。为了解决磁传感弊端,他们的Triaxis磁性传感器技术可以用单个传感器进行精密度极高的三轴磁场测量,适用于种类繁多的线性、角度和三维应用。

Melexis的MLX90215是唯一只用于线性位移传感的IC。MLX90215也是基于霍尔效应,同时具有按比例模拟量输出的特性。

(MLX90215,Melexis)

作为一款可编程IC,MLX90215的所有磁响应功能均可完全编程,从而确保用途广泛并减小系统容差,这也是Melexis旗下大部分产品都有的特征。MLX90215采用主动纠错电路(正交旋转电流和斩波稳定放大器),基本上可消除通常与霍尔效应器件相关的偏移误差。

在Step响应时间上,最短响应时间为25μs,最长响应时间为250μs。在正常工况下可以保证一如既往的稳定。同时可调的灵敏度,以及可调的灵敏度温度补偿,还能在全温度范围内有超低的静态电压温度漂移,又给该器件提供了足够的灵活性。在汽车传感器应用里,成本,稳定,安全综合因素考虑中这个系列无疑是最具性价比的。

Allegro线性位移传感IC

(A1342,Allegro)

A134X系列是新型高精度可编程霍尔效应线性传感器IC产品,主打汽车应用。通过外部编程,该系列信号路径可提供很高的灵活性,允许从输入磁信号生成准确和定制的输出。这个系列可以应对最严苛的线性磁场传感应用。以A1342为例,它一个关键特征是能够在非线性输入磁场中产生高线性器件输出。为了实现这点,该器件配备了16个可编程线性区段,且每个区段应用独特的线性化系数。集成线性给该器件带来了在非线性磁性输入中进行灵活的输出波形转换和补偿的能力。

在稳定性上,A134X采用了和Melexis系列的同样做法,通过稳定四相斩波,最大程度上减少温度范围内的失调漂移。除此之外,A134X更集成16位高更新率ADC。A134X的两个输出选项,SENT 与PWM,都允许相同线路上的单个传感器进入诊断模式,同时其他传感器继续工作,在保持传感器解决方案100%可用性的同时提供最高的诊断覆盖率。在工况严苛,且对速度敏感的应用里,这个系列器件无疑是最好的选项。

小结

如今,线性位移传感IC厂商都将视线聚焦在汽车行业。配合应用行业的发展,各大传感器IC厂商正在将线性传感器和执行器元件融为一体,应对新一代产品及系统在集成感测、驱动和通信元件时遇到的种种挑战,以增强安全性,提高效率和应用便捷性。


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