传感器产品FAQ

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传感器产品常见问题
传感器选型

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如何解决室外环境光对ToF测距的影响?以及物体的颜色、表面粗糙度和反射率等造成的测距问题?

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laoguo 回复了问题 • 1 人关注 • 1 个回复 • 1351 次浏览 • 2020-08-06 11:28 • 来自相关话题

在工业应用领域,结构光、ToF和多目立体视觉这三种3D视觉技术各有何优势?哪种技术最终将占据主导地位?

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laoguo 回复了问题 • 1 人关注 • 1 个回复 • 1210 次浏览 • 2020-08-06 11:26 • 来自相关话题

磁性角度传感器如何选?

laoguo 发表了文章 • 0 个评论 • 1056 次浏览 • 2020-08-06 09:56 • 来自相关话题

随着工厂和车辆自动化程度的提高,准确、低延迟的电机轴速度和位置感测对于过程控制、系统可靠性和安全性至关重要。为了满足这些需求,设计人员需要快速、精确,而且能够灵活应对磁场变化和轴向错位的角度旋转传感器。


 
对设计人员来说,令这个问题复杂化的是无时不在的成本和时间压力,以及各类工业和汽车应用的操作环境性质,它们可能会在化学品和油类以及温度和EMI等方面带来巨大的挑战。其他考虑因素还包括磨损和不断变化的配置,这要求传感器件具有一定程度的灵活性。
 
本文将介绍角度传感器的作用,并展示如何使用磁输入和传感器元件的特定组合来自定义位置感测特性(例如速度和低延迟)。然后介绍AKM Semiconductor、Infineon Technologies和Monolithic Power Systems的传感器解决方案示例,并讨论它们的实现。


角度传感器的作用



角度传感器可用于感测电机轴的位置和速度变化,实现汽车的转向角感测和机器人系统中的高精度控制。它们通过检测所施加磁场的方向并测量其正弦和余弦分量,来确定旋转轴上径向磁化圆柱体的绝对角位置。由于轴可能会高速旋转,因此需要以最小的延迟快速获取和处理来自传感器的数据,这一点至关重要。
 
通常使用四种磁性技术之一:霍尔效应、各向异性磁阻 (AMR)、巨磁阻 (GMR) 和隧道磁阻 (TMR)(图1)。在使用其中任意一种技术时,设计人员都必须首先根据特定参数(例如磁属性、传感器规格和组装公差),确定从磁铁表面到传感器的合适距离。

图 1:当磁铁在TMR传感器上旋转时,感测元件的电阻会随旋转角度而变化。(图片来源:Digi-Key Electronics)
 
该气隙必须与磁铁尺寸和剩磁(也称为剩余磁化强度)之类的参数保持一致。设计人员还必须确保气隙变化不会导致磁场过弱或过强。这需要仔细考虑适合应用气隙的磁铁(图2)。

图2:设计人员可以根据多种设计考虑因素选择磁铁与传感器的相对位置,例如所需的抗外部磁场干扰能力和气隙公差。(图片来源:Monolithic Power Systems)
 
不过,角度传感器可以支持广泛的空间配置和磁场强度,包括离轴或侧轴安装和轴端配置。为了帮助适应变化,使用片载非易失性存储器存储配置参数,例如参考零角度位置、ABZ编码器设置以及电机绕组的相位信息。
 
接着,该器件能够检测各种磁场强度,从而使开发人员能够针对特定功能(例如诊断和轴向运动感测)定制角度传感器。获取可编程磁场强度阈值还有助于实现输出为两个逻辑信号的推挽按钮功能。
 
不过,尽管速度、低延迟和分辨率等特性均依赖于应用要求,但安全性才是角度传感器设计的核心。功能安全标准合规性进一步证实了对汽车和工业设计环境的承诺,而这些环境对于准确性和可靠性的要求非常严格。
 

符合功能安全要求



汽车应用中使用的角度传感器需要达到乃至0.1˚的高精度,有助于确保在面对非常苛刻的操作环境时符合ISO 26262功能安全标准。这些传感器的应用包括用于泵、雨刷器、制动器、阀、挡板、踏板和转向角的无刷直流 (BLDC) 电机中的位置测量。0.1˚的精度适用于整个温度范围和产品生命周期。此外,在介于10mT和20mT之间的低磁通密度下(此时角度误差显著增加),用于汽车和工业设计的角度传感器仍必须实现低至0.2°的角度误差。
 
此外,角度传感器应该易于集成到安全关键型设计中,例如电动助力转向 (EPS) 系统,它们对于自动停车和车道保持等自动驾驶功能而言至关重要。
 
为了满足易用性要求,Infineon的XENSIV TLE5109TLE5014角度传感器提供了单芯片和双芯片版本,并将感测和逻辑元件都集成在一个芯片上(图3)。双芯片版本更适合ASIL-D安全应用。

图3:安全关键型应用所用的双芯片角度传感器(右图)的侧视图(左图),该传感器使用上下放置来缩小空间,并通过使用低成本的铁氧体磁性材料来节省成本。(图片来源:Infineon Technologies)
 
TLE5109A16E2210XUMA1属于高精度AMR快速模拟角度传感器系列产品,误差角仅为0.1°。尽管基于AMR的角度传感器专为180°角度测量而设计,但它们也适用于具有偶数极对的电机中的360°测量,因为AMR感测元件实际上可测量双角度,即正弦和余弦(图4)。由于它们的角度误差很小,因而适用于各种磁通密度范围介于10mT到500mT以上的磁场。
 
图4:基于AMR的角度传感器专为180°角度测量而设计,但由于它能测量正弦和余弦角度,因此也可用于完整的360°角度测量。(图片来源:Infineon Technologies)
 
TLE5109角度传感器采用3.3V或5V电源供电。其他特性包括介于40µs到70µs之间的短启动时间,以确保最小的延迟并支持每分钟30,000转以上的速度。
 
TLE5014C16XUMA1是GMR传感器系列之一,可通过将所需的配置存储在板载EEPROM中进行编程,以满足广泛的应用需求(图5)。这些传感器还提供包括PWM、SENT、SPC和SPI在内的多种接口选择,从而提高灵活性和易用性。
 
图5:预先配置和预先校准的TLE5014角度传感器具有灵活的编程能力,可适应任何使用板载 EEPROM 的应用。(图片来源:Infineon Technologies)
 
TLE5014角度传感器通常从高达26伏(绝对最大值)的电源电压吸收25毫安 (mA) 电流,其单芯片版本符合ISO 26262 ASIL-C标准,双芯片版本符合ISO 26262 ASIL-D标准。
 

关键性能参数


 
为了充分实现角度传感器的功能,以减少可闻噪声并优化电机的平滑度和扭矩,设计人员应仔细考虑以下关键参数:精度、速度、延迟、轴向错位和磁铁漂移。
 
例如,尽管环境条件恶劣,但高精度读数对于汽车和工业环境至关重要。这使得热稳定性和气隙公差等因素对于角度传感器能否满足精度目标,同时不增加系统设计的成本和复杂性至关重要。
 
为了以最低的成本满足此类要求,Monolithic Power Systems的MagAlpha磁性位置传感器MA302GQ-PMA702GQ-P/Z和MA730GQ-Z可以安装在板的边缘,以用于轴端和侧轴(离轴)配置。在速度方面,凭借非接触式感测和12位分辨率绝对角度编码器,MA302传感器能够提供0rpm至60,000rpm的准确角度测量。MagAlpha MA730GQ-Z具有14位分辨率,并通过SPI链路提供数字读数(图6)。
 
图6:非接触式MagAlpha MA730GQ-Z具有14位分辨率,并通过SPI链路提供数字读数。(图片来源:Monolithic Power Systems)
 
不过,针对慢速操作(例如转速保持在200rpm以下的人机界面 (HMI) 或手动控制),该公司还提供了MagAlpha MA800,这是一种数字磁传感器,旨在取代模拟电位计或旋转开关。它与直径2mm至8mm的磁化圆柱体一起使用,具有灵活的磁铁配置和形状。
 
MA800具有较低的分辨率(8位),但具有片载非易失性存储器和可编程的磁场强度阈值。这些特性使其非常适合需要通过寄存器位以及输出信号来实现按钮读数的应用。
 

零延迟角度传感器



AK7451是一种12位角度传感器,可通过测量磁场强度来检测角速度和旋转角度。它具有平行于IC表面运行的磁铁组合,同时还提供高达20,000rpm的跟踪速度。在检测到平行于IC表面的磁场矢量后,它会输出磁铁的绝对角位置,然后输出相对角位置。
 
AK7451采用跟踪伺服系统架构,以确保零延迟旋转角度感测。零延迟角度传感器可以输出多达八极UVW绕组相位(图7),从而大幅提高了其通用性,使其可用于各种各样的电机驱动器和编码器应用。
 
图7:AK7451可让设计人员通过EEPROM来编程16种ABZ输出分辨率设置以及8种UVW输出脉冲数量设置。(图片来源:AKM Semiconductor)
 
此外,ABZ相位输出分辨率设定还从4种扩展至16种,增强了电机控制的适用性。它还使AK7451角度传感器无需安装霍尔IC,便可在直流无刷电机驱动的操作中保障转子位置检测。
 
在这里,值得一提的是,对于一些位置感测应用而言,延迟并不是关键问题。例如,在电动助力转向 (EPS) 手工滚轮角度感测中,每毫秒 (ms) 都会请求一个新的角度值。另外,区分由传感器IC和磁输入引起的误差也很重要,以便使用角度传感器IC来补偿与磁输入有关的误差。
 

总结



虽然更高的精度和更小的外形尺寸在很大程度上推动了汽车和工业应用中的角度传感器功能,但功能安全标准合规性概括了这些高精度器件的总体价值主张。但为了充分利用其功能,设计人员需要仔细考虑特定的应用要求,明确各种性能参数,例如适当的气隙、磁场强度、角速度和角度误差等。
 
如上所述,在建立这些要求后,便可使用各种各样的非接触式传感器来提供必要的精度、速度和可编程的灵活性,从而满足这些要求。



美国PNI电子罗盘选型表

laoguo 发表了文章 • 0 个评论 • 1206 次浏览 • 2020-08-05 19:22 • 来自相关话题

PNI电子罗盘选型表


Prime(PNI三轴电子倾角补偿电子罗盘)


PRIME是一款超高性价比的3轴电子罗盘模块,在任何GPS信号不佳或GPS无信号的情况下PNI的CompassPoint PRIME提供俯仰,滚转和罗盘航向。


TCM(PNI TCM系列电子罗盘)


PNI TCM电子罗盘拥有多种系列,包括TCM2.5、TCM2.6、TCM3、TCM5、TCMXB、TCMMB等,TCM系列电子罗盘能够提供无与伦比的成本效益和性能,TCM系列电子罗盘由PNI专利技术的磁传感技术和三轴加速度传感器组成。 PRIME是一款超高性价比的3轴电子罗盘模块,在任何GPS信号不佳或GPS无信号的情况下PNI的CompassPoint PRIME提供俯仰,滚转和罗盘航向。


SeaTRAX(PNI三轴电子罗盘SeaTRAX系列)


SeaTRAX模块是一款高性能、适用于海上地震拖揽系统的低价位三轴电子罗盘。我们知道,通常磁航向测量传感器由于其价格昂贵,很难大量应用,但是PNI的SeaTRAX系列磁感应罗盘模块,在满足严格的拖揽模块规格的情况下,提供了非常合理的价格。


TRAX2(AHRS姿态检测系统TRAX模块)


PIN的Trax AHRS姿态检测模块,在静态和经过或通过磁性失真区域时,能够提供了无与伦比的航向精度。PNI将其专利技术设计的磁传感器和陀螺与加速度传感器集成到Trax AHRS姿态检测模块。TRAX AHRS姿态检测模块采用了PNI专利的卡尔曼滤波算法,巧妙地过滤了由于不稳定运动和磁场变化引起的误差。虽然TRAX面向于商业用途,但它提供的航向信息,比成本贵它两倍的传统AHRS(航姿检测系统)传感器系统更可靠。


TargetPoint(美国PNI三轴电子罗盘TargetPoint DMC系列模块)


美国PNI公司TargetPoint DMC模块提供无与伦比的准确性和可靠性,即使在恶劣的环境下,也能拥有完美的表现性能。TargetPoint三轴罗盘将PNI专利技术的磁传感器和三轴MEMS加速度传感器结合在一起,提供了绝佳的成本效益和性能。TargetPoint电子罗盘模块成为远目标定位器、激光测距仪等需要高可靠性、高性能等应用的理想选择。


All Sensors ELV系列微差压传感器选型表

laoguo 发表了文章 • 0 个评论 • 814 次浏览 • 2020-08-01 10:10 • 来自相关话题

All SENSORS最新推出一款高精度混合输出压力传感器-ELV系列微差压压力传感器。ELV系列模拟和数字输出压力传感器系列由四个新的产品家族组成,采用了All Sensors独有的超低量程CoBeam2 TM技术。这种创新的传感元件在低压力和超低压力测量范围内稳定性和精度行业遥遥领先。ELV系列可为设计工程师带来超乎寻常的灵活性及超多封装结构选项。

ELV系列的数字接口可很容易集成到多种过程控制和测量系统,并允许直接连接到串行通讯通道。这些结果标定及补偿的传感器可在很宽的温度范围内提供高精度高稳定性输出。该系列主要用于非腐蚀性,非离子工作流体如空气和其他干燥气体。量程在10英寸水柱(±25 mbar)及以上时可选涂层保护,用于潮湿/苛刻介质压力测量。

ELV系列主要特点是脚对脚兼容多种产品,供电电压可选,I2C或SPI数字输出或模拟放大输出,12位或14位分辨率,视产品而定。多种小型SIP,DIP和SMT封装可选,用于灵活设计及节省PCB集成空间。ELV系列可提供的压力量程从低至0.5英寸水柱到150 PSI,包括mBar标定,从2.5 mBar到10 Bar。


ELV系列包括四大产品家族:


ELVH

ELVH系列提供多种压力量程: 从 0.5 ~ 30 inH2O, 1 ~ 150 psi, 及100 mbar ~ 10 bar.

ELVH系列可为设计工程师带来超乎寻常的灵活性及超多封装结构和输出。

特点

■ 量程:0.5 ~ 30 inH2O, 1 ~ 150 psi, 100 mbar ~ 10 bar  

■ 差压,表压和绝压

■ 数字I2 C或SPI或模拟比例输出

■ SMT J-Lead, DIP, 和 SIP lead封装可选

■ 3.3V和5V供电可选

■ 10 inH2O及以上量程可提供涂层保护

ELVH.png

ELVI

ELVI系列产品量程从100mbar到10bar,测量类型为表压,绝压和差压。该系列产品提供数字I2C输出,通过使用2线通讯总线,可为大部分应用带来优异的灵活性,

特点

■ 量程:100 mbar ~ 10 bar  

■ 差压,表压和绝压

■ 数字I2 C输出

■ SMT J-Lead, DIP, 和 SIP F-lead封装可选

■ 3.3V和5V供电可选

■ ±25 mbar 及以上量程可提供涂层保护

ELVI.png


ELVE

ELVE系列产品量程从100mbar到10bar,测量类型为表压,绝压和差压。该系列产品提供数字输出,可很容易集成到多种过程控制和测量系统,特别适合用户系统设计。

特点

■ 量程:100 mbar ~ 10 bar  

■ 差压,表压和绝压

■ 数字SPI输出

■ SMT J-Lead, DIP封装可选

■ 3V和5V供电可选

■ ±25 mbar 及以上量程可提供涂层保护

ELVE.png

ELVA

ELVA系列产品量程从100mbar到10bar,测量类型为表压,绝压和差压。该系列产品提供模拟放大输出,可很容易集成到多种过程控制和测量系统,特别适合用户系统设计。

特点

■ 量程:100 mbar ~ 10 bar  

■ 差压,表压和绝压

■ 比例模拟输出

■ SMT J-Lead, DIP和SIL-Lead封装可选

■ 3V和5V供电可选

■ ±25 mbar 及以上量程可提供涂层保护

ELVA.png


更多技术细节请下载ELV数据手册查询或联系All Sensors代理商科沃电子,请点击

DS-0365_Rev_A-1499191.pdf


DLC压力传感器有没有1英寸水柱的量程?

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AKM旭化成EW-612B霍尔有没有替代型号?

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有没有2D霍尔传感器推荐?

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ADXL203和ADXL335加速度传感器 如何选择?

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农机使用倾角模块有推荐吗?

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匿名用户 发起了问题 • 1 人关注 • 0 个回复 • 1143 次浏览 • 2020-07-23 17:18 • 来自相关话题

2SMPP-03 omron的压力传感器的替代型号推荐

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洗胃机上使用压力传感器有什么推荐?

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Sensirion SHT3x系列温湿度选型表

laoguo 发表了文章 • 0 个评论 • 743 次浏览 • 2020-07-17 19:56 • 来自相关话题

作为SHT2x系列的继承者,它将定义湿度传感的下一个行业标准。

SHT3x湿度传感器系列包括低成本版本SHT30、标准版本SHT31,以及高端版本SHT35。

SHT3x湿度传感器系列结合了多种功能和各种接口(I2C、模拟电压输出),应用友好,工作电压范围宽(2.15至5.5 V),适合各类应用。

sensirion_sht3x.png


SCA60C倾角计有替代型号吗?

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laoguo 回复了问题 • 1 人关注 • 1 个回复 • 1379 次浏览 • 2020-07-17 17:22 • 来自相关话题

SCL3300-D01与SCA100T,SCA61T的区别详解

laoguo 发表了文章 • 1 个评论 • 4167 次浏览 • 2020-07-17 10:45 • 来自相关话题

更换为新的SCL3300倾斜传感器可能意味着更多的工作,但相比以前的模拟传感器有很大的优势。村 ...查看全部

更换为新的SCL3300倾斜传感器可能意味着更多的工作,但相比以前的模拟传感器有很大的优势。村田将提供过渡期间的支持。

 

在倾斜传感器应用中,SCA100TSCA61T可以由新的SCL3300替换,这是一种数字3轴倾斜传感器。即使更换需要在系统中进行一些重新设计并重新考虑应用,但数字传感器的好处也是显而易见的。

 

降低系统成本

 

以前的传感器是模拟的,但SCL3300是数字的,这意味着不再需要A/D转换器,从而使设计系统变得更加容易,但更重要的是降低了系统总成本。

 

村田制作所确保传感器的内部A/D转换器具有其性能与任何外部转换器一样的高质量。

 

SCL3300在三个轴上测量,它可以直接输出倾斜数据,而不是输出用作倾斜计算基础的加速度数据。使用以前的1轴或2轴传感器实现3轴测量需要多个传感器和一个垂直PCB。这意味着SCL3300有助于降低系统成本。

 

此外,SCL3300在正常使用时的电流消耗仅为1-2 mA,而SCA100TSCA61T则为4 mA。在更低的电流消耗至关重要的情况下,SCL3300可以切换到省电模式,从而将功耗降至10μA。这样,传感器就可以通过电池工作,例如在结构健康监测应用中。

 

与前几代相比,新传感器的尺寸也小得多。这使得可以减小包装尺寸,从而导致成本更低。

 

更多选择

 

使用SCL3300,用户可以从三种不同的动态范围中进行选择,较大的测量范围具有较低的灵敏度,较小的测量范围则具有较高的灵敏度。

 

这允许对每个应用调整精度和抗振性,原先必须针对不同的范围选择较早的不同传感器,现可以在不同的应用中使用相同的传感器。

 

SCL3300的横轴灵敏度远低于前代产品(±1%±4%),因此不易出现安装错误。

 

虽然SCL33003轴传感器,但它也可以用于1轴或2轴测量。在较大倾斜角度(>30度)或完全旋转的情况下,利用两个测量轴在一个倾斜方向上进行测量总是有益的。如果需要测量第三轴,则可以在必要时使用它。

 

SCL3300也代表了村田的一种新平台思维。该传感器与SCA3300加速度计完全兼容,在同一系列中开发新传感器可以使您升级解决方案更快速、更轻松。

 

SCL3300偏移温度依赖性

 

SCL3300-D01 Y轴偏移温度曲线

SCL3300-D01 X轴偏移温度曲线

SCL3300-D01 Z轴偏移温度曲线

SCL3300-D01 Z轴偏移温度曲线SCL3300-D01与sca100t,sca61t性能参数比较