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pni13156与pni12927地磁传感器驱动芯片的区别

金生 回复了问题 • 2 人关注 • 2 个回复 • 449 次浏览 • 2021-05-20 17:04 • 来自相关话题

磁场单位T,mT,Guass,kA/m的关系?

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laoguo 回复了问题 • 1 人关注 • 2 个回复 • 3193 次浏览 • 2020-09-01 16:29 • 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 • 199 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 • 263 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。


有没有2D霍尔传感器推荐?

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laoguo 回答了问题 • 2020-05-05 09:27 • 1 个回复 不感兴趣

为什么PNI磁传感器精度可以做到很高?

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PNI自成立之初,就专注于为精确磁导航和定位研究领域提供先进的产品和技术支持服务,多年来推出了一系列性能出色的产品,包括各类电子罗盘和磁元件。PNI不仅在磁导航方面拥有领先的算法开发经验,而且其MI(磁感)传感器至今仍是世界上精度最高的磁感元件。下面我们一起来... 显示全部 »
PNI自成立之初,就专注于为精确磁导航和定位研究领域提供先进的产品和技术支持服务,多年来推出了一系列性能出色的产品,包括各类电子罗盘和磁元件。PNI不仅在磁导航方面拥有领先的算法开发经验,而且其MI(磁感)传感器至今仍是世界上精度最高的磁感元件。下面我们一起来揭开,这样一款高精度的磁传感器背后工作的“秘密”。图1:PNI磁传感器元件及ASCI驱动芯片图2是PNI磁感式(MI)传感器的实际简要应用电路。这是一个典型的LR振荡电路,其中,电感元件由传感器中的高磁导率磁芯和缠绕在其四周的螺旋管组成,电阻则需要用户提供。除此之外,电路中还有一个用于状态切换的施密特触发器。图2:PNI磁传感器典型应用电路图当图中电路接通电源后,由物理规律可知,传感器处的磁场强度H由两部分组成:一部分是外界磁场强度HE;另一部分则是电流所产生的,大小与电流成正比,可表示为k0I(k0为常数)。所以,可以得到如下关系式:H=HE+k0I在图2的工作电路中,假设施密特触发器的阈值电压为VH,并且当输入电压(A点电压)为0或某个小于阈值电压的值VL时,触发器的逻辑状态降为“1”,同时输出大小为VS的电压信号。在此条件下,电路中传感器两端的电压会逐渐增加,直到A点的电压上升到VH时,触发器的逻辑状态会转换为“0”,从而使得传感器上的电压又开始慢慢减小。如图3,上半部分所示为是施密特触发器逻辑状态波形图,下半部分为A点处的实际电压变化波形图。图3:振荡电路输出波形与触发器逻辑状态变化图图4是磁性物质的磁导率μ与磁场强度H的关系。正如图2所示,电路中的偏置电阻Rb和以及触发器的参数特性均经过挑选,从而使得传感器在受到正向或负向电压驱动时,所产生的磁场强度能处于图5所示的虚线区域中。注意当没有外界磁场时,无论是正向或负向驱动,都能得到相同波形图。图4:磁导率与磁场强度关系图5:无外部磁场环境下振荡电路输出波形与磁场强度关系当将外界磁场HE(如地球磁场强度)也一起考虑进来时,图5中正向驱动和负向驱动的情况都会受到影响。由于HE的方向一定,从而导致图5中的磁场范围向同一方向发生移动。结果是一种情况下的磁导率增加,另一种情况下减小。从而导致两种情况下的电感系数不再相同,振荡电路的电压波形周期τ也随之增大或减小,如图6所示。图6:存在外部磁场情况下震荡电路输出波形与磁场强度关系然后分别通过测量在正向电压和负向电压情况下,相同数量的波形周期时间,并进行对比和计算,就能够得到外部的磁场强度HE。PNI磁传感器的优点数字输出。PNI磁传感器的ASIC芯片可直接输出与磁场大小相关的数字信号,不像其他模拟信号输出的产品,需要额外的放大器和模数转换器等硬件。高分辨率,分辨率可达10NT。其他同类的产品很难做到,或要花费相对高昂的代价才能实现。低功耗。传感器的功耗与采样率有关,如当采样率为8Hz时,传感器的功耗在1.5mW左右,300Hz时,功耗在7.5mW。而一般的MR(磁阻)传感器的功耗普遍在15mW到30mW。温度性能好,无磁滞效应。传感器的正/反向电压驱动的设计原理,从根本上杜绝了磁滞效应的影响。而传感器由于温度影响而带来的输出误差,也在正负方向上相互抵消。

磁力计 / 磁传感器 / 罗盘品牌列表

laoguo 发表了文章 • 0 个评论 • 280 次浏览 • 2020-06-10 19:57 • 来自相关话题

中国-矽睿科技(QST)三轴地磁传感器:QMC6310,QMC5883L,QMC783,QMC6983


    无锡美新(MEMSIC)
    明皜传感(MiraMEMS)
    江苏多维(dowaytech)
    旭化成微电子(AKM Semiconductor)
    Allegro
    Micronas
    Melexis
    爱知制钢(Aichi Steel)
    雅马哈(Yamaha)
    阿尔卑斯电气有限公司(Alps Electric)
    意法半导体(ST Microelectronics)
    Amotech
    飞思卡尔(Freescale)
    霍尼韦尔(Honeywell)
    松下(Panasonic)
    精量电子(Measurement Specialties)
    英飞凌(infineon)
    Baolab
    mCube


美国-PNI公司:

地磁传感器套件RM3100(包括专用驱动芯片13156,Sen-XY轴地磁传感器13104,Sen-Z Z轴传感器13101)


台湾-爱盛科技(isentek): http://www.isentek.com/

三轴AMR地磁传感器

        消费级产品线:IST8305,IST8306,IST8315

        工业级产品线:IST8307,IST8308,IST8310,IST8308A

AMR电流传感器:IST8110,ICSM1000(模块)

角度传感器:IST8210(180度)

pni13156与pni12927地磁传感器驱动芯片的区别

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金生 回复了问题 • 2 人关注 • 2 个回复 • 449 次浏览 • 2021-05-20 17:04 • 来自相关话题

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美国PNI电子罗盘选型表

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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。


磁传感器应用方面的设计专家,极大的提升整个传感器系统的性能,精通于各种复杂的磁场问题解决,在消费类、军用、工业科技类市场的磁传感器及传感器系统供应商的领导者。