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霍爾相位傳感器的研究開發

霍爾傳感器是目前使用廣泛的磁傳感器之一。它不僅可以用來測量磁場，還可用于測量電流、速度、位置、角度和轉速等物理量，在精密測量、工業自動化控制、汽車電子、家用電器等領域獲得廣泛應用。本課題是上海汽車工業科技發展會支持項目“相位傳感器的研究開發”的一部分，著重探討在研究開發霍爾相位傳感器組件過程中出現的理論性關鍵技術。振蕩器的振蕩及停振這二種狀態，轉換為電信號通過放大轉換成二進制的開關信號，經功率放大后輸出。

先簡要介紹了霍爾效應的基本原理，霍爾元件和霍爾集成電路的發展過程和近況。對Si雙極型霍爾開關集成電路的工作原理其中包括穩壓電路、放大電路和觸發電路等進行了認真的分析和，重點研究了溫度補償、電阻修調等關鍵技術，成功完成了霍爾開關集成電路在工作溫度范圍內(-40℃—— 150℃)的溫度，并完成了Si雙極型霍爾開關集成電路的版圖設計。MEMS電容式微慣性傳感器因其具有尺寸小、靈敏度高、穩定性好、溫度漂移小、功耗低、很好的工作在力平衡模式下等等優點，在軍事、汽車工業、生物醫學、消費電子、慣性導航等領域得到廣泛的應用。

深圳瑞泰威科技有限公司是國內IC電子元器件的代理銷售企業，專業從事各類驅動IC、存儲IC、傳感器IC、觸摸IC銷售，品類齊全，具備上百個型號。與國內外的東芝、恩智浦、安森美、全宇昕、上海晶準等均穩定合作，保證產品的品質和穩定供貨。自公司成立以來，飛速發展，產品已涵蓋了工控類IC、光通信類IC、無線通信IC、消費類IC等行業。本文將傳感器的測量電路分為單片機管理模塊、轉矩傳感器芯片模塊、角度傳感器電路芯片模塊,并分別對各測量電路進行了選材和設計。

摩托車用霍爾效應轉速傳感器的研究與開發

傳統的摩托車曲軸轉速傳感器一般使用磁電式傳感器。磁電式轉速傳感器結構簡單、成本低,但存在下述缺點:一是其輸出信號的幅值隨轉速的變化而變化。若車速過慢,其輸出信號低于1V,電控單元就無法檢測。若車速過快,其輸出信號電壓值過高,會出現次脈沖,檢測結果與真實轉速不符;二是抗電磁波干擾能力差。霍爾效應式轉速傳感器則能克服上述的缺點。近年來，隨著各種物理效應在磁場測量中的應用，各種弱磁測量的方法已經逐漸趨于完善，而根據不同測量方法，各類磁傳感器也應運而生。

摩托車發動機工作環境較為惡劣,震動大,油污多,而霍爾傳感器具有無觸點、長壽命、高可靠性、無火花、無自激振蕩、溫度性能好、抗污染能力強、構造簡單、堅固、體積小、耐沖擊等諸多優點,這些特點決定了摩托車上使用霍爾效應式傳感器是個很好的選擇。對霍爾轉速傳感器磁路的設計進行了研究,確定了適合于摩托車具體應用環境的信號發生方案,選擇了合適的霍爾芯片,通過對磁性材料的分析比較確定了性價比高的材料;用有限元分析軟件FEMM對磁路進行模擬,從原理上論證了方案的可行性。在乘積多傳感器PHD(Productmulti-sensorPHD,PM-PHD)濾波中,修正系數需要計算每一項均大于零的無窮項的和,計算不可行。

復合式磁傳感器

弱磁探測技術的發展，歸根結底依靠的是磁傳感器技術的進步。近年來，隨著各種物理效應在磁場測量中的應用，各種弱磁測量的方法已經逐漸趨于完善，而根據不同測量方法，各類磁傳感器也應運而生。從霍爾效應磁傳感器、磁通門磁傳感器、磁電阻傳感器到光泵磁強計和超導量子干涉器件(SQUID)，磁傳感器技術不斷的向前發展。這其中，為熟知的探測精度達到fT量級的弱磁傳感器當屬基于超導約瑟夫森效應的超導量子干涉器件。目前，單獨的SQUID 器件在低溫下靈敏度可以達到0.2—2 pT，而通過加入耦合線圈磁通放大器，在4.2 K靈敏度可以達到10 fT 以下。然而，對于低溫超導SQUID 而言，需要昂貴的低溫制冷設備(液氦、低溫制冷機等)；近年來,基于隨機有限集理論的多傳感器多目標跟蹤方法開始受到研究學者的關注。高溫超導SQUID由于超導材料的相干長度短，在約瑟夫森結的制備方面存在困難。這些因素都制約了SQUID的大規模應用。

伴隨著科技進步和信息技術的發展，除了靈敏度之外，人們也對磁傳感器的尺寸、穩定性、功耗、制備工藝的簡單化等提出了越來越高的要求。其中基于磁電阻效應的傳感器因其具備高靈敏度、功耗低、體積小、加工技術成熟等優點正在越來越大規模的使用。其中，基于巨磁電阻(GMR)及隧道磁電阻(TMR)效應制備的磁電阻傳感器因其飽和磁場較低、單位磁場靈敏度高、溫度特性穩定等優點，目前已被廣泛用于生產應用中。特別是TMR磁傳感器，擁有小型化、低成本、低功耗、高集成性、高相應頻率和高靈敏度特性，使其成為未來競爭的制高點。和普通型一樣，它也有一個振蕩電路，電路中因感應電流在目標物內流動引起的能量損失影響到振蕩頻率。

另一方面，作為高靈敏度傳感器而言，GMR和TMR的固有噪聲仍然較大，特別是在低頻下，傳感器存在明顯的1/f 噪聲。并且在探測精度方面相比于SQUID、光泵磁力儀等高靈敏度磁傳感器仍然有較大差距，這也限制了其在生物磁性、等一些弱磁探測領域的應用。其中為了克服深反應離子刻蝕關于深寬比不能做大的限制和降低噪聲，詳細介紹了電磁驅動增大傳感器初始檢測電容的工作原理，通過嵌入可動電極和電磁驅動作用減小電容間隙，結果表明，電磁驅動使得傳感器的電容間隙減小4μm，初始檢測電容由1。

傳感器的作用有哪些？

通常醫院中的護理都必須依靠護士不斷巡視病房，定時測量的體溫、血壓、功百能等指標，十分費工費時，而且靈敏度、準確率也不高。隨著重組DNA技術、單技術以及計算機技術的并列發展，傳感器與電子計算機結合，不僅可以超微量地檢測人體外的血樣、尿樣中的生化代謝物，度而且已發展為不用抽血、抽體液直接可以測得人體內生化代謝物的變化情況，通過檢測的抗原、體含量、蛋白含量等以診斷疾病。掌握、、、病毒等各種疾病以及因懷孕而引起的生理變化情況。世界各國都在積極開發應用這項臨床診斷和檢測技術。然而，對于低溫超導SQUID而言，需要昂貴的低溫制冷設備(液氦、低溫制冷機等)。

深圳市瑞泰威科技有限公司是國內IC電子元器件的代理銷售企業，專業從事各類驅動IC、存儲IC、傳感器IC、觸摸IC銷售，品類齊全，具備上百個型號。與國內外的東芝、恩智浦、安森美、全宇昕、上海晶準等均穩定合作，保證產品的品質和穩定供貨。自公司成立以來，飛速發展，產品已涵蓋了工控類IC、光通信類IC、無線通信IC、消費類IC等行業。根據以上理論分析和參數設計，給出了新型電容式微慣性傳感器的整體結構模型，并利用有限元軟件Ansys進行。