Компания Honeywell разработала новый анизотропный магниторезистивный датчик (Anisotropic Magnetoresistive AMR) для определения скорости или скорости/направления круглого магнитного энкодерного диска на основе мостовой технологии интегральной схемы. Две новые модели датчиков представляют собой двухвыводные компоненты для измерения скорости и положения в трансмиссии, двигателях и других приложениях, где требуется измерение параметров вращения колеса. Датчики разработаны с учетом повышенной адаптивности применения и могут использоваться в большинстве монтажных конфигураций.
| Product Name | Наименование | Описание |
| AMR 2-выводной ШИМ датчик измерения скорости и направления | VM721D1 | Анизотропный магниторезистивный (AMR) 2-выводной датчик скорости и направления вращения с ШИМ выходом, корпус SIP |
| AMR 2-выводной ШИМ датчик измерения скорости | VM721V1 | Анизотропный магниторезистивный (AMR) 2-выводной датчик скорости вращения ШИМ выходом, корпус SIP |
Особенности AMR датчиков Honeywell
Отличие магнитных датчиков от других типов датчиков заключается в том, что они не измеряют напрямую искомый параметр. Лишь изменения магнитного поля позволяют судить о направлении движения, вращении, изменении угла, присутствии объекта и др.
Магниторезистивность – это способность материала изменять свое сопротивление под влиянием магнитных полей. Существует несколько магниторезистивных эффектов, но Honeywell применяет в своих датчиках только анизотропный магниторезистивный эффект (AMR), который возникает в ферромагнитных материалах, включая пермаллой (сплав никеля с черным металлом).
AMR датчики могут измерять dc статические поля, а также усиление и направление поля. Они производятся из тонкого слоя пермаллоя, нанесенного на кремниевую пластину в виде резисторной сборки. Датчики изменяют свое сопротивление на 2-3% под воздействием магнитного поля. AMR датчики обычно производятся в виде мостовой схемы, что дает возможность измерения силы и направления поля по одной оси. Обычно диапазон AMR датчиков составляет 1-5 МГц. Скорость магниторезистивного эффекта очень высокая, что дает малое время отклика у датчиков.
Уникальность решения Honeywell заключается в применении в технологии детектирования магнитного поля мостовой топологии расположения чувствительных элементов, что дает более стабильный выходной сигнал при измерениях в условиях повышенной вибрации, при наличии воздушных промежутков и кратковременном пропадании цели, без дополнительных компенсирующих алгоритмов. Сигнал AMR датчика имеет более высокую чувствительность по сравнению с микросхемами на основе датчиков Холла и не требует автоматического контроля коэффициента усиления или стабилизации магнитного потока при изменении расстояния до объекта в процессе детектирования, для предотвращения выхода величины отклика магнитного поля за пределы рабочего диапазона датчика.
Зависимость выходного сигнала (мВ) от силы магнитного поля
Малый джиттер (отклонение от точки срабатывания датчика) является критическим рабочим параметром для множества приложений измерения скорости с использованием крутящегося вала, включая измерения скорости вращения колеса, систему передач и снятие данных с энкодера.
Множество методов измерений, включая анизотропный магниторезистивный AMR метод, работают в ненасыщенном режиме. В системах измерения скорости вращения колеса с магнитом применяются GMR (гигантский магниторезиствый) метод и дифференциальный эффект Холла. В целом, точность измерений, т.е. джиттер, в них зависит от размера воздушного зазора. В противовес этому новые датчики Honeywell работают в режиме насыщения, что обеспечивает минимальную погрешность измерений на всем расстоянии зазора.
Микросхемы датчиков VM721D1 и VM721V1 построены по мостовой схеме высокой чувствительности, которая позволяет работать с большим воздушным зазором, чем датчики Холла, это расширяет возможности расположения и монтажа датчиков, а также допускает погрешность в точности их крепления. Датчики скорости оптимизированы для выдачи надежного выходного сигнала вне зависимости от изменения воздушного зазора или износа целевого объекта. Они не чувствительны к размеру магнита, что допускает использование одного датчика с различными кольцевыми магнитами.
AMR датчики VM721V1, работающие в режиме насыщения, имеют джиттер около 1 мкС при диапазоне зазора 0,5-4,5 мм как при температуре +25оС, так и при 150оС. На графике показано сравнение джиттера датчика VM721V1 по сравнению с аналогичной продукцией конкурентов.
Уменьшенный джиттер AMR датчиков Honeywell обеспечивает более точную обратную связь для систем управления. Датчик VM721V1 имеет превосходные характеристики при воздушном зазоре от 0.5 до 4.5 мм, что предоставляет существенные преимущества по сравнению с другими технологиями измерений.
В конструкцию датчиков входит встроенный конденсатор для защиты от электромагнитных помех, что устраняет необходимость в применении внешнего конденсатора (который применяется в большинстве приложений). Широкие выводы микросхем пригодны для сварки, поэтому могут быть легко интегрированы в любую разработку заказчика.
Ключевые преимущества
- интеграция функций измерения скорости и направления в корпусе одной микросхемы
- работа датчика не зависит от полярности и размера магнита
- диапазон рабочих температур от -40 до 150С
- выход нулевой скорости
- не требуется калибровка
- не чувствительны к вибрации
- защита от обратной полярности
- защита от статического электричества
- интегрированный в корпус конденсатор
- соответствие ISO26262 ASIL-B(D), AEC-Q100H Grade 0
Возможные применения
Основная сфера применения AMR датчиков – это автоэлектроника и внедорожная техника:
- системы обратной связи с электронным блоком управления для повышения эффективности, комфортности, синхронизации механизма переключения передач
- передача данных для приборной панели
- мониторинг скорости колес и направления вращения в системе ABS тормозов и системе электронной безопасности (ESC)
- система обратной связи с уровнем давления в шинах
