1、工作原理:
1.1、霍尔原理:
霍尔元件是利用霍尔效应制作而成的元件。
霍尔效应是指,当电流垂直于外磁场通过半导体时,载流子发生偏转,垂直于电流和磁场的方向会产生一附加电场,从而在半导体的两端产生电势差,这一现象就是霍尔效应,这个电势差也被称为霍尔电势差。
1.2、磁阻原理:
磁阻元件是用一种在外施磁场的作用下可以改变其自身阻值的材料制作而成的元件。
主要包括各向异性磁阻 (AMR)、隧道磁阻 (TMR)。
各向异性磁阻 (AMR)
当强磁性薄膜的磁化方向和电流流动方向平行时(a),和当强磁性薄膜的磁化方向和电流流动方向垂直时(b),电子的分散度发生变化导致阻值变化。
隧道磁阻 (TMR)
在强磁性体(Pinned层)-非磁性金属-强磁性体(Free层)的交替层叠结构下, 当Pinned层和Free层的磁化方向反向平行时(a),和当Pinned层和Free层的磁化方向相同时(b),电子的分散度发生变化导致阻值变化。
关于磁传感器原理,知乎有篇文章介绍的比较详细:
磁敏传感器原理不懂?看这一文就够了,图文结合,几分钟帮你搞定。
2、安装方式:
离轴安装:
同轴安装:
3、增量方案:
磁传感芯片直接输出增量脉冲信号,通过接口电路输出。
原理框图:下图右半部分
4、绝对值方案:
4.1、方案1——单对极磁钢:
磁传感芯片输出位置数据,MCU通过SPI协议读取位置数据,MCU再与接口芯片连接输出。
原理框图:下图左半部分
4.2、方案2——单对极磁钢:
磁传感芯片输出模拟量,MCU通过ADC获取位置数据,MCU再与接口芯片连接输出。
磁电芯片输出正余弦模拟量:
4.3、方案3——游标磁栅:
游标方案使用两条磁栅码道进行测量,每条码道由多个NS极充磁组成;在每一对NS产生的磁场上,可以通过单对极的同样原理得到该对极角度范围内的绝对定位,由内外圈NS极对数的数量定位全局角度定位呢。
图中的外圈由32对磁极组成,内圈由31对磁极组成,在每一个径向方向上,其内外圈的磁感应强度差都都是不同的,而这个差值成为定位圆周位置的数据来源。
相对单对极磁钢,游标方案拥有更高的物理精度与分辨率,但同时对磁栅码道的制造有更高的要求。