用于汽車傳動(dòng)系統(tǒng)的高度集成磁場(chǎng)傳感器

　　應(yīng)用

　　角度測(cè)量系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu)偏差是影響測(cè)量結(jié)果的另一個(gè)原因。增大永磁鐵和傳感器之間的空氣間隙會(huì)減弱磁場(chǎng)。但是，只要磁場(chǎng)強(qiáng)度大于規(guī)定的飽和磁場(chǎng)強(qiáng)度，則對(duì)角度測(cè)量結(jié)果影響會(huì)非常小。 由于機(jī)械公差原因，偏心誤差(即：轉(zhuǎn)軸誤差)是造成角度測(cè)量偏差的主要原因。為此，必須區(qū)別對(duì)待轉(zhuǎn)軸的磁鐵偏心與傳感器偏心這兩種情況。

　　由于機(jī)械公差原因，為了計(jì)算角度誤差還需要進(jìn)一步對(duì)模擬模型再優(yōu)化。兩個(gè)惠斯通電橋共有8個(gè)電阻，我們分別對(duì)每一個(gè)電阻的有限元模擬所產(chǎn)生的磁場(chǎng)矢量和磁場(chǎng)強(qiáng)度進(jìn)行了研究(參見圖4)。圖11給出了0.5mm磁鐵偏心的角度誤差。圖中的點(diǎn)劃線表示相同磁場(chǎng)強(qiáng)度條件下理想均勻磁場(chǎng)的預(yù)計(jì)誤差。從圖中可以看出，最大角度誤差從0.004°增加到 0.0055°，偏心沒有太大影響。圖12顯示的是0.5mm傳感器偏心的預(yù)計(jì)度誤差。為便于比較，均勻磁場(chǎng)的角度誤差同樣以點(diǎn)劃線表示。這種情況下的角度誤差預(yù)計(jì)約為0.15°。其他的模擬結(jié)果也表明，增加磁鐵寬度而保持長(zhǎng)度不變(磁化方向)可以減少角度誤差，而增加長(zhǎng)度對(duì)結(jié)果幾乎沒有影響。通過圖9可以清楚地看出其中原因。增加磁鐵寬度同時(shí)減小高度只會(huì)略微降低磁場(chǎng)強(qiáng)度，卻可以改善傳感器的磁場(chǎng)均勻性。相反地，如果增加磁鐵長(zhǎng)度將會(huì)大幅降低磁場(chǎng)強(qiáng)度，且無法改善磁場(chǎng)的均勻性。

　　結(jié)論

　　使用磁阻傳感器可以實(shí)現(xiàn)高效磁角度測(cè)量，因?yàn)榇抛栊?yīng)本身就是一種角度效應(yīng)。本文主要介紹了由傳感器和相關(guān)信號(hào)處理ASIC單元組成的角度測(cè)量系統(tǒng)。在很多實(shí)際應(yīng)用中，這類傳感器通常與永磁鐵配套使用。通過模擬演示可以優(yōu)化特定體積大小的磁鐵尺寸。相對(duì)于機(jī)械公差，磁鐵的偏心誤差可以忽略不計(jì)。同樣，只要磁鐵有合理的尺寸設(shè)計(jì)，傳感器的轉(zhuǎn)軸偏心誤差對(duì)角度誤差的影響微乎其微。總體來看，磁阻傳感器是很多應(yīng)用的理想選擇。