磁性傳感器具有非接觸測量、高可靠、堅固耐用、測量靈敏度高等基本特點,是傳感器中的一個重要類型,在汽車中的應用一直是磁傳感器最主要的市場之一,被用于車速、傾角、角度、距離、接近、位置等參數檢測以及導航、定位等方面,如車速測量、踏板位置、變速箱位置、電機旋轉、助力扭矩測量、曲軸位置、傾角測量、電子導航、防抱死檢測、泊車定位等。
動態補償提升測量精度
以前磁性傳感器在汽車馬達的精確電機控制和角度位置測量等應用方面存在一定局限。“傳統磁性旋轉位置傳感器芯片需要將其嵌入式磁性元件中磁場強度的原始測量信息轉換為數字角度測量結果,這樣會導致傳遞延遲。延遲期間,由于離心器的角位移發生變化,當數字輸出時,其實際位置與傳感器所測量的位置將會產生誤差。”奧地利微電子資深應用工程師李銘豪表示。
但是,奧地利微電子高級市場經理Oliver Weber表示:“奧地利微電子正在申請的DAEC專利技術可消除由傳播延遲導致的測量誤差,將動態角度誤差幾乎降低至零。整合DAEC技術的磁性傳感器47系列傳感器芯片以其精確性可適用于電機控制和角度測量。在高速無刷直流電機(BLDC)和永磁同步電機(PMSM)中,傳感器的高精確度使換相控制方案得到更好的實施,提高轉矩和效率、降低轉矩脈動,使操作更流暢。磁性傳感器將提高在汽車馬達中的應用比例,替代傳統光學傳感器。”
不同方案各有優缺點
“其實在磁性傳感器產品推出之前,已經有很多光學傳感器應用在汽車馬達上了。”李銘豪表示。“光學傳感器是馬達上的很通用的器件,但也有很大的缺點。首先,它是由發光二極管和光敏二極管形成的收發器件,這個器件非常容易受到灰塵的影響,比如在紡織機械的應用中,棉絮就可能夾在光學傳感器中間,使光學傳感器失效。其次,玻璃本身非常怕震動,受到震動有效精度就會下降。所以高品質光學傳感器對玻璃的質量要求非常高,成本也比較高。磁性傳感器可以做到和光學傳感器一樣的輸出格式,但是不怕灰塵、震動。這是非常大的優勢。”
但是,李銘豪也承認,每種技術都有它的優缺點,光學傳感器的優點在于它的時延非常小,對磁性傳感器來說,要想保證它的測量精度,磁鐵的放置位置就非常重要。“必須放在正中央,如果放偏了,過高或過低可能都會導致誤差出現,這是一個缺點。此外,磁鐵的質量也非常重要,一塊長條形磁鐵,磁性最好的地方就是中間部分。如果選擇低成本、質量不太好的磁鐵,將會對測量精度產生影響。但是奧地利微電子的優勢在于,我們能夠提供完整的傳感器產品線,磁性傳感器只是我們的一個產品,我們還有其他產品可以通過冗余的控制或者補償,在磁鐵放的位置過高或過低時都能做出自動調整。”李銘豪表示。