具有內(nèi)置雜散場(chǎng)抗干擾性的智能霍爾傳感器是在嚴(yán)苛的汽車(chē)環(huán)境中進(jìn)行位置測(cè)量的理想解決方案

簡(jiǎn)介

幾十年來(lái)，霍爾效應(yīng)磁性傳感器技術(shù)一直被用于探測(cè)磁極性器件的存在或位置。大約自2010年起，包括艾邁斯歐司朗在內(nèi)的傳感器公司一直在探索如何將完整的信號(hào)鏈（從霍爾傳感器元件到信號(hào)調(diào)節(jié)、信號(hào)處理和通信接口）整合到采用標(biāo)準(zhǔn)CMOS制造工藝的單芯片系統(tǒng)中，以便提高磁性位置傳感器的應(yīng)用價(jià)值。
整合旨在生產(chǎn)出具有以下特性的磁性位置傳感器系統(tǒng)：

• 更小更輕，以便將適應(yīng)于空間受限的應(yīng)用
• 具有競(jìng)爭(zhēng)力的價(jià)格，受益于大規(guī)模生產(chǎn)CMOS芯片工藝帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益
• 更易于實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用設(shè)計(jì)，通過(guò)大多數(shù)微控制器和微處理器所支持的一系列標(biāo)準(zhǔn)接口提供計(jì)算的位置坐標(biāo)
• 提供有價(jià)值的特性，包括有助于提供可靠運(yùn)行的監(jiān)控、安全性和診斷功能磁性傳感器芯片制造商已經(jīng)采用了各種方式來(lái)整合霍爾效應(yīng)技術(shù)，其產(chǎn)品在成本與性能和功能之間
  進(jìn)行了不同的權(quán)衡取舍。
  在汽車(chē)行業(yè)中，磁性位置傳感器的應(yīng)用具有更為獨(dú)特且嚴(yán)苛的要求。
  本白皮書(shū)解釋了通用磁性位置傳感器為何不能充分滿(mǎn)足這些要求的原因，并描述了艾邁斯歐司朗開(kāi)發(fā)的獨(dú)有（在某些情況下受專(zhuān)利保護(hù)）傳感器技術(shù)如何為未來(lái)的乘用車(chē)和商用車(chē)提供所需的可靠性、穩(wěn)健性和準(zhǔn)確性。

1. 霍爾磁效應(yīng)：磁性位置傳感的主要技術(shù)

美國(guó)物理學(xué)家Edwin Hall在1879年發(fā)現(xiàn)了霍爾效應(yīng)，它是指當(dāng)將磁場(chǎng)垂直于電流方向時(shí)，在載流導(dǎo)體兩端會(huì)產(chǎn)生電壓差。電壓差的大小取決于導(dǎo)體的制成材料、電流和磁場(chǎng)強(qiáng)度?；魻栃?yīng)生效的數(shù)學(xué)模型眾所周知，它可以方便地用于開(kāi)發(fā)磁性檢測(cè)開(kāi)關(guān)和位置傳感器。

1.1. 霍爾效應(yīng)磁性傳感器的屬性

霍爾效應(yīng)傳感器包括一個(gè)或多個(gè)嵌入式磁性元件。當(dāng)外部磁場(chǎng)接近傳感器時(shí)，它將改變嵌入式磁場(chǎng)的極性和強(qiáng)度。隨著磁場(chǎng)改變，傳感器兩端的電壓差也會(huì)改變。這使傳感器能夠探測(cè)到外部磁場(chǎng)的存在，例如，簡(jiǎn)單的磁性開(kāi)關(guān)提供的一項(xiàng)有用功能是檢測(cè)筆記本電腦上蓋的打開(kāi)和閉合，該應(yīng)用需要在筆記本電腦鉸鏈的兩邊配備一個(gè)霍爾效應(yīng)傳感器和一個(gè)磁體。自本世紀(jì)初以來(lái)，霍爾效應(yīng)傳感器技術(shù)經(jīng)過(guò)發(fā)展，已經(jīng)能夠?qū)€(xiàn)性和旋轉(zhuǎn)位置進(jìn)行極其精確的測(cè)量。
艾邁斯歐司朗的AS5270是一款典型的旋轉(zhuǎn)位置傳感器，其最大積分非線(xiàn)性是±1.4°，并采用12位分辨率（即以0.09°增量）測(cè)量旋轉(zhuǎn)位置。旋轉(zhuǎn)位置傳感應(yīng)用可以通過(guò)簡(jiǎn)單的組件來(lái)實(shí)現(xiàn)，該組件由一個(gè)固定的傳感器板垂直于裝在轉(zhuǎn)子軸上的旋轉(zhuǎn)磁體安裝構(gòu)成。整個(gè)組件小巧輕便，這種屬性對(duì)移動(dòng)和便攜式終端產(chǎn)品來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。例如，AS5270的占用面積僅為6mm x 6mm，在傳感器板上需要的小型外部元器件通常不足十個(gè)。
磁性位置傳感器不僅體積小、重量輕，而且與其他傳感器技術(shù)相比，它們還具有明顯的系統(tǒng)成本優(yōu)勢(shì)。器件制造商通過(guò)開(kāi)發(fā)已經(jīng)有能力以互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)標(biāo)準(zhǔn)工藝生產(chǎn)霍爾效應(yīng)磁性傳感器。由于CMOS工藝擁有龐大且完善的工具、材料和設(shè)備供應(yīng)商生態(tài)系統(tǒng)的支持，因此半導(dǎo)體傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)批量生產(chǎn)的規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益。

1.2. 與其他位置傳感器技術(shù)的比較

磁性位置傳感器的屬性與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中用于電機(jī)等應(yīng)用的舊位置傳感技術(shù)的屬性形成明顯對(duì)比。

電位器采用接觸式方法測(cè)量旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。電位器由一個(gè)電阻元件、一個(gè)可沿該元件移動(dòng)的滑動(dòng)觸點(diǎn)（滑動(dòng)片）、位于元件兩端的電氣端子、可將滑動(dòng)片從一端移向另一端的機(jī)械裝置（例如轉(zhuǎn)子）和一個(gè)包含元件和滑動(dòng)片的外殼組成。當(dāng)滑動(dòng)片沿著元件移動(dòng)時(shí)，元件的電阻值會(huì)發(fā)生變化。電位器通過(guò)測(cè)量該電阻值的改變來(lái)測(cè)量位置。由于電位器是一種接觸式技術(shù)，因此易于發(fā)生機(jī)械磨損，并且可能會(huì)因撞擊或振動(dòng)而影響性能。此外，阻性元件上的污物、灰塵、油脂或水分等污染會(huì)有損性能，甚至導(dǎo)致提前失效。需要采用昂貴且笨重的外殼對(duì)電位器加以密封并防止污物進(jìn)入。非接觸式磁性傳感技術(shù)不受這些污物的影響，因此不需要這類(lèi)保護(hù)。所以，磁性傳感器系統(tǒng)往往比電位器更小巧、更經(jīng)濟(jì)且更可靠，前者不適合當(dāng)今的汽車(chē)應(yīng)用。

光學(xué)編碼器通過(guò)檢測(cè)帶有明暗開(kāi)槽的碼盤(pán)，在LED光源和光電二極管光傳感器之間旋轉(zhuǎn)時(shí)。通過(guò)感知連續(xù)的明和暗脈沖測(cè)量可以實(shí)現(xiàn)精確的位置定位，即使在高轉(zhuǎn)速下也是如此。由于光學(xué)編碼器是一種非接觸式技術(shù)（與磁性位置傳感器相同），因此不會(huì)發(fā)生機(jī)械磨損。但是，污染會(huì)損害發(fā)射器和光傳感器的性能，從而引起在汽車(chē)應(yīng)用中可靠性的擔(dān)憂(yōu)。另外，光學(xué)系統(tǒng)體積龐大，并且要求容差非常低的精確組裝。

旋轉(zhuǎn)變壓器是一項(xiàng)成熟且常見(jiàn)的技術(shù)，用于汽車(chē)應(yīng)用中的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)。它可以在高轉(zhuǎn)速下精確地測(cè)量位置。但是，旋轉(zhuǎn)變壓器龐大笨重且價(jià)格昂貴，從而促使汽車(chē)系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員在越來(lái)越多的應(yīng)用中采用磁性傳感器作為替代產(chǎn)品。在消費(fèi)電子和許多工業(yè)應(yīng)用中，霍爾效應(yīng)磁性傳感器廣受歡迎。由于使用壽命長(zhǎng)、體積小且成本低，簡(jiǎn)單的磁性傳感器被廣泛用作開(kāi)關(guān)探測(cè)器和位置指示器。但是，人們發(fā)現(xiàn)這些通用器件不適合應(yīng)用于汽車(chē)行業(yè)中的特殊工作條件。

2. 低成本通用霍爾技術(shù)的不足之處：汽車(chē)行業(yè)的特殊要求

在汽車(chē)應(yīng)用中，對(duì)緊湊、精確的位置傳感器的需求有望大幅增長(zhǎng)。全球汽車(chē)磁性傳感器市場(chǎng)規(guī)模在2018年剛剛超過(guò)10億美元，預(yù)計(jì)到2026年將增長(zhǎng)到16億美元。該增長(zhǎng)在很大程度上受到電氣化的推動(dòng)，不僅是牽引系統(tǒng)的電氣化，還包括輔助功能（如動(dòng)力轉(zhuǎn)向和離合器）的電氣化。以電子方式而非機(jī)械方式或液壓方式進(jìn)行的傳動(dòng)和控制（例如轉(zhuǎn)向和換）， 可以改善性能、提高可靠性并減小重量和尺寸。

2.1. 汽車(chē)應(yīng)用對(duì)磁傳感器的需求增長(zhǎng)

這些屬性對(duì)下列面向霍爾傳感器技術(shù)的汽車(chē)應(yīng)用非常重要：

• 電子助力轉(zhuǎn)向中的電機(jī)位置傳感器
• 底盤(pán)位置傳感器
• 雙離合變速器中的電機(jī)位置傳感器
• 混合動(dòng)力車(chē)輛和純電動(dòng)車(chē)輛中的牽引電機(jī)位置傳感器
• 方向盤(pán)轉(zhuǎn)向角度傳感器

在這些應(yīng)用中，霍爾效應(yīng)磁性傳感器已成為主導(dǎo)技術(shù)，比上述第1.2節(jié)中的替代方案更受青睞。

• 重量更輕的霍爾傳感器解決方案有助于汽車(chē)制造商降低油耗
• 尺寸更小可增加機(jī)械設(shè)計(jì)的靈活性
• 與旋轉(zhuǎn)變壓器等替代技術(shù)相比，大批量生產(chǎn)的CMOS器件成本更低，有利于汽車(chē)制造商管理材料清單成本

2.2. 用于汽車(chē)設(shè)計(jì)的磁性傳感器的特殊要求

對(duì)重要的安全關(guān)鍵型汽車(chē)功能的設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)，霍爾效應(yīng)磁性傳感器技術(shù)具有強(qiáng)大的吸引力。但是汽車(chē)行業(yè)對(duì)質(zhì)量、可靠性和安全性有著特殊要求，在消費(fèi)電子產(chǎn)品中大量使用的普通規(guī)格通用霍爾效應(yīng)傳感器并不適用。

• 質(zhì)量：PPAP和ISO/TS 16949等認(rèn)證以及AEC-Qxxx系列標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了汽車(chē)行業(yè)對(duì)可重復(fù)性、可追溯性和生產(chǎn)質(zhì)量的超高要求。這些標(biāo)準(zhǔn)不僅適用于元器件（芯片），而且適用于整個(gè)傳感器組件。
• 可靠性：用于關(guān)鍵汽車(chē)應(yīng)用的器件的規(guī)定使用壽命至少為10年，并且其工作溫度范圍比普通消費(fèi)電子或工業(yè)類(lèi)器件的正常溫度范圍更寬。
• 安全性：適用于車(chē)輛電子系統(tǒng)的ISO 26262功能安全標(biāo)準(zhǔn)使汽車(chē)制造商對(duì)電子系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì)和安全性能的關(guān)注大幅提高，包括基于霍爾效應(yīng)器件的位置傳感系統(tǒng)的性能。

通用霍爾傳感器使汽車(chē)OEM廠(chǎng)商在上述所有三項(xiàng)參數(shù)方面面臨更大的故障或不符合汽車(chē)行業(yè)典型性能規(guī)格的風(fēng)險(xiǎn)。汽車(chē)制造商即便在量產(chǎn)車(chē)輛中安裝了某些符合汽車(chē)級(jí)認(rèn)證的磁性位置傳感器，也仍然會(huì)遇到可靠性問(wèn)題和安全性問(wèn)題。

2.3. 雜散磁場(chǎng)干擾帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)

產(chǎn)生汽車(chē)位置傳感器可靠性問(wèn)題的最重要原因是外部電磁干擾?；魻栃?yīng)傳感器的工作原理是檢測(cè)和測(cè)量靠近傳感器的小而弱的磁體運(yùn)動(dòng)所引起的芯片表面的磁場(chǎng)變化。在沒(méi)有外部磁場(chǎng)的理想工作環(huán)境中，芯片磁場(chǎng)變化產(chǎn)生的電壓信號(hào)完全歸因于匹配磁體的運(yùn)動(dòng)。

但是汽車(chē)對(duì)于磁性傳感器而言并不是一個(gè)理想工作環(huán)境。諸如電機(jī)、螺線(xiàn)管和高壓電纜之類(lèi)的汽車(chē)元器件會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)磁場(chǎng)。如果這些元器件離傳感器較近，它們的“雜散”磁場(chǎng)會(huì)干擾配對(duì)磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)，從而導(dǎo)致在傳感器芯片的嵌入式霍爾傳感元件處傳感到的信號(hào)失真。

這種失真會(huì)導(dǎo)致隨機(jī)測(cè)量誤差，并有損傳感器位置測(cè)量輸出的準(zhǔn)確性。例如，在電動(dòng)車(chē)輛的牽引電機(jī)中，這可能會(huì)導(dǎo)致動(dòng)力的嚴(yán)重減少或完全喪失，或者導(dǎo)致車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)的不均衡、顛簸或無(wú)法預(yù)測(cè)。

2.4. 汽車(chē)用戶(hù)對(duì)磁性位置傳感器的質(zhì)量和安全性的擔(dān)憂(yōu)

汽車(chē)電機(jī)中磁性傳感器的采用也讓人們開(kāi)始關(guān)注生產(chǎn)單位中裝配結(jié)構(gòu)的可重復(fù)性。所有霍爾效應(yīng)位置傳感器測(cè)量的是相對(duì)于配對(duì)磁體的位置。例如，在電機(jī)中，安裝在電機(jī)軸上的配對(duì)磁體相對(duì)于靜止傳感器IC旋轉(zhuǎn)。

每個(gè)傳感器IC對(duì)于傳感器和磁體之間氣隙的變化，以及磁體中心點(diǎn)和傳感器中心點(diǎn)之間的偏差都有一個(gè)指定的公差。因?yàn)樵谏a(chǎn)環(huán)境中可達(dá)到的組裝公差與傳感器IC規(guī)定的公差不匹配，汽車(chē)制造商面臨著生產(chǎn)質(zhì)量問(wèn)題。

隨著ISO 26262功能安全標(biāo)準(zhǔn)的采用，磁性位置傳感器的使用也開(kāi)始遭到質(zhì)疑。符合ISO 26262標(biāo)準(zhǔn)要求在系統(tǒng)層面上進(jìn)行嚴(yán)格的失效模式和影響分析(FMEA)，并采取安全對(duì)策來(lái)應(yīng)對(duì)與已知失效模式相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)。

在基于磁性位置傳感器的位置測(cè)量系統(tǒng)中，該FMEA強(qiáng)調(diào)了在傳感器中能保證檢測(cè)故障以及具有內(nèi)置安全程序的必要性，以確保在檢測(cè)到故障后能夠繼續(xù)運(yùn)行或安全關(guān)閉。

通用磁性位置傳感器產(chǎn)品缺乏診斷、監(jiān)控和安全失效功能，這些功能在器件失效時(shí)無(wú)法保證系統(tǒng)安全。它們也不受符合ISO 26262標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)流程和文檔支持。

3. 智能霍爾傳感器：增強(qiáng)型霍爾效應(yīng)傳感器技術(shù)可滿(mǎn)足汽車(chē)行業(yè)的要求

在上文中，艾邁斯歐司朗描述了質(zhì)量、可靠性和安全性設(shè)計(jì)方面的問(wèn)題，這些問(wèn)題來(lái)自于采用普通規(guī)格的通用磁性位置傳感器的體驗(yàn)，即使對(duì)這些傳感器進(jìn)行修改以達(dá)到AEC-Qxxx汽車(chē)級(jí)認(rèn)證也是如此。

現(xiàn)在，本文將介紹艾邁斯歐司朗在用于汽車(chē)應(yīng)用的磁性位置傳感器中實(shí)現(xiàn)的一系列技術(shù)創(chuàng)新，例如電動(dòng)和混合動(dòng)力車(chē)輛的牽引電機(jī)、電子助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、底盤(pán)和懸架控制系統(tǒng)、雙離合變速和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。這些創(chuàng)新的融合，使艾邁斯歐司朗能夠創(chuàng)建全新類(lèi)別的“智能霍爾傳感器”增強(qiáng)型磁性傳感器，提供可靠性、高質(zhì)量和安全性功能，以支持嚴(yán)苛汽車(chē)條件下的使用期限。

3.1. 差分傳感可免受雜散磁場(chǎng)干擾

艾邁斯歐司朗因首次發(fā)明了基于半導(dǎo)體、可免受幾乎任何幅度的雜散磁場(chǎng)干擾的技術(shù)而在傳感器領(lǐng)域廣為人知。

艾邁斯歐司朗的差分傳感技術(shù)的原理基礎(chǔ)是在每個(gè)裸片上使用兩對(duì)霍爾傳感器元件，每個(gè)元件與裸片中心的距離都相等。為了計(jì)算旋轉(zhuǎn)位置或角度，片上處理器測(cè)量由兩對(duì)霍爾元件產(chǎn)生的磁場(chǎng)信號(hào)之間的差異。由于可以假定任何雜散磁場(chǎng)對(duì)兩對(duì)霍爾元件都具有相同的影響，因此差分測(cè)量方法會(huì)自動(dòng)減去外部干擾。

艾邁斯歐司朗的汽車(chē)磁性傳感器通過(guò)認(rèn)證，可免受相當(dāng)于4,000A/m（根據(jù)ISO 11452-8:2015標(biāo)準(zhǔn)）的外部磁場(chǎng)導(dǎo)體的干擾。

3.2. 雙晶元封裝技術(shù)可實(shí)現(xiàn)完全冗余

艾邁斯歐司朗的專(zhuān)利技術(shù)助力雙晶元傳感器封裝制造的實(shí)現(xiàn)，該封裝提供了完全冗余：如果一個(gè)晶元的傳感器通道失效，第二個(gè)冗余通道可以立即接管測(cè)量操作。艾邁斯歐司朗的創(chuàng)新之處在于將冗余晶元放置在主晶元下方，從而使雙晶元封裝的占用面積與傳統(tǒng)的單晶元器件相同。這種節(jié)省空間的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化了汽車(chē)制造商的電路板布局，同時(shí)支持用于符合ISO 26262的ASIL C或ASIL D等級(jí)的系統(tǒng)中。

3.3. 符合ISO 26262標(biāo)準(zhǔn)的高級(jí)安全功能

除了雙晶元封裝專(zhuān)利技術(shù)之外，艾邁斯歐司朗的知識(shí)產(chǎn)權(quán)還擴(kuò)展到支持符合功能安全標(biāo)準(zhǔn)的其他各種特性。這些特性包括：

• 自動(dòng)檢測(cè)失效霍爾傳感器元件
• 擴(kuò)展的片上故障診斷，包括檢測(cè)缺失磁體或未對(duì)準(zhǔn)磁體
• 安全失效功能可在傳感器發(fā)生故障時(shí)確保系統(tǒng)安全運(yùn)行
• 自動(dòng)增益控制(AGC)增強(qiáng)

3.4. 與功能安全兼容的開(kāi)發(fā)流程

在評(píng)估將位置傳感器用于安全關(guān)鍵型汽車(chē)系統(tǒng)時(shí)，許多設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)將從研究產(chǎn)品的特性和規(guī)格開(kāi)始。 但是，為了符合ISO 26262的要求，也需要仔細(xì)制定傳感器的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)過(guò)程的規(guī)范。艾邁斯歐司朗的位置傳感器開(kāi)發(fā)完全符合功能安全的特殊要求。尤其是，艾邁斯歐司朗的位置傳感器開(kāi)發(fā)方法可歸類(lèi)為“獨(dú)立安全單元”SEooC)流程。此外，艾邁斯歐司朗還針對(duì)所有汽車(chē)位置傳感器提供了符合ISO 26262標(biāo)準(zhǔn)的文檔，包括FMEA、安全手冊(cè)和安全審核。

3.5. 封裝和組裝創(chuàng)新

汽車(chē)位置傳感器系統(tǒng)的質(zhì)量取決于兩個(gè)因素：位置傳感器模塊本身的固有質(zhì)量以及其在應(yīng)用中的組裝質(zhì)量。電機(jī)組裝中最重要的參數(shù)是與電機(jī)軸的對(duì)準(zhǔn)，因?yàn)橥ǔ４判晕恢脗鞲衅飨到y(tǒng)設(shè)計(jì)為居中于軸上方。未對(duì)準(zhǔn)會(huì)嚴(yán)重影響傳感器角度測(cè)量的準(zhǔn)確性。

艾邁斯歐司朗的電機(jī)對(duì)準(zhǔn)專(zhuān)利技術(shù)大大簡(jiǎn)化了在生產(chǎn)線(xiàn)上進(jìn)行單元組裝的校準(zhǔn)過(guò)程，可幫助汽車(chē)制造商在整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中獲得高質(zhì)量且可重復(fù)的結(jié)果，同時(shí)可最大限度地減少返工。

艾邁斯歐司朗的創(chuàng)新還擴(kuò)展到推出采用系統(tǒng)級(jí)封裝(SiP)形式的汽車(chē)級(jí)位置產(chǎn)品，該產(chǎn)品整合了傳感器和外部元器件，從而使客戶(hù)無(wú)需開(kāi)發(fā)和制造自己的位置傳感器電路板。

3.6. 性能創(chuàng)新

與典型的消費(fèi)電子應(yīng)用相比，汽車(chē)系統(tǒng)的質(zhì)量需求對(duì)測(cè)量輸出的準(zhǔn)確性提出了更嚴(yán)格的容差要求。

簡(jiǎn)而言之，汽車(chē)系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員要求高水平的可信度，即位置傳感器的所有生產(chǎn)單元都能在應(yīng)用中達(dá)到數(shù)據(jù)手冊(cè)中的標(biāo)稱(chēng)精度。

艾邁斯歐司朗在其汽車(chē)位置傳感器中實(shí)施多項(xiàng)專(zhuān)利技術(shù)，旨在在眾多生產(chǎn)單元范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)質(zhì)量一致性。例如：- DAEC?技術(shù)（動(dòng)態(tài)角度誤差補(bǔ)償），可以補(bǔ)償傳感器在高轉(zhuǎn)速下的傳播延遲影響，從而在轉(zhuǎn)速高達(dá)28,000rpm時(shí)生成高精度的補(bǔ)償角度測(cè)量值。

• 動(dòng)態(tài)偏移校正，可自動(dòng)校正所有磁性位置傳感器固有的測(cè)量偏移。這種自校準(zhǔn)技術(shù)無(wú)需增設(shè)線(xiàn)路末端校準(zhǔn)，并校正了在傳感器整個(gè)使用期限內(nèi)的溫度漂移影響。
• 自動(dòng)增益控制(AGC)，可擴(kuò)大在傳感器系統(tǒng)在組裝過(guò)程產(chǎn)生變化的容差度。艾邁斯歐司朗位置傳感器中的 AGC 功能會(huì)在 0-3mm 范圍內(nèi)自動(dòng)調(diào)整，以適應(yīng)傳感器及其配對(duì)磁體之間的氣隙差異。它還可以調(diào)節(jié)由于溫度波動(dòng)和噪聲幅度變化而引起的傳感器性能變化，從而在整個(gè)時(shí)間、溫度和工作條件范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)高度穩(wěn)定的測(cè)量性能。

3.7. 汽車(chē)專(zhuān)用的特性和資源

艾邁斯歐司朗的磁性位置傳感器系列已經(jīng)擴(kuò)展到了汽車(chē)領(lǐng)域所需且獨(dú)有的特性，例如PSI5和SENT接口。

艾邁斯歐司朗還希望通過(guò)以下方式來(lái)支持其汽車(chē)工程客戶(hù)，包括：提供面向評(píng)估和開(kāi)發(fā)的專(zhuān)用工具（例如適配器板、磁體支架、模擬軟件和基于LabView的開(kāi)發(fā)軟件）；提供適用于特定汽車(chē)應(yīng)用的演示系統(tǒng)，例如踏板角度傳感和電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向角度傳感；發(fā)布磁體選擇指南、磁體供應(yīng)商建議和磁體分析；以及完整的應(yīng)用筆記、網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)和教程視頻庫(kù)。

4. 結(jié)論

霍爾磁性傳感器技術(shù)在汽車(chē)行業(yè)中已經(jīng)遇到了阻力，以成本驅(qū)動(dòng)方式推廣霍爾傳感器通用器件已顯現(xiàn)不足。因其對(duì)雜散磁場(chǎng)干擾的敏感性以及難以在符合 ISO 26262 功能安全標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中實(shí)施，這些器件很難應(yīng)用在系統(tǒng)設(shè)計(jì)之中。但是，僅因某些霍爾效應(yīng)器件不適合使用就避免使用霍爾技術(shù)并不恰當(dāng)。 由艾邁斯歐司朗開(kāi)發(fā)的智能霍爾傳感器技術(shù)保留了霍爾效應(yīng)半導(dǎo)體在位置傳感應(yīng)用中的所有優(yōu)勢(shì)：基于智能霍爾傳感器的系統(tǒng)體積小、重量輕、可靠耐用且不會(huì)發(fā)生磨損和污染。

而且，艾邁斯歐司朗使用的智能霍爾傳感器增強(qiáng)性能意味著這些器件提供汽車(chē)OEM所需的關(guān)鍵特性，包括抗雜散磁性干擾、符合ISO 26262標(biāo)準(zhǔn)、系統(tǒng)級(jí)質(zhì)量以及高測(cè)量精度和線(xiàn)性度，并且在整個(gè)時(shí)間、溫度和工作條件范圍內(nèi)都能保持穩(wěn)定。

由于艾邁斯歐司朗在其磁性位置傳感器系列內(nèi)實(shí)施的特有創(chuàng)新，霍爾效應(yīng)傳感器得以成為一項(xiàng)富有價(jià)值的技術(shù)，適用于汽車(chē)中的所有任務(wù)關(guān)鍵型和安全關(guān)鍵型應(yīng)用，例如電機(jī)位置傳感、踏板角度傳感和方向盤(pán)轉(zhuǎn)向角度傳感。

作者簡(jiǎn)介

Michael Pichler現(xiàn)任高級(jí)系統(tǒng)工程師，負(fù)責(zé)非接觸式磁性和感應(yīng)式位置傳感器，專(zhuān)注于汽車(chē)環(huán)境中的電機(jī)控制和角度傳感應(yīng)用。

他還負(fù)責(zé)有關(guān)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和傳感器集成的大客戶(hù)技術(shù)支持。