最完整的磁阻角度和線(xiàn)性位置測(cè)量系統(tǒng)解決方案

作者：時(shí)間：2015-08-17 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)

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　　傳感器基礎(chǔ)知識(shí)

本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/278835.htm

　　標(biāo)準(zhǔn)AMR傳感器由兩個(gè)惠斯登電橋組成，互相之間的相對(duì)角度為45°，如圖7所示。

　　圖7. ADA4571雙惠斯登電橋配置

　　旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生正弦和余弦輸出信號(hào)，如圖8所示。兩個(gè)信號(hào)在180°范圍內(nèi)均為周期信號(hào)，因此沒(méi)有額外元件或參考點(diǎn)就無(wú)法進(jìn)行全方位360°測(cè)量檢測(cè)。

　　圖8.磁阻傳感器輸出電壓

　　通道靈敏度

　　ADA4571傳感器標(biāo)稱(chēng)靈敏度為每通道52 mV/°，這意味著磁化矢量和傳感器方向之間的每一度變化都會(huì)產(chǎn)生52 mV的輸出電壓改變。角度的靈敏度并非常量。靈敏度下降的部分是線(xiàn)路斜率接近零時(shí)的輸出部分。

　　如圖8所示，余弦輸出(綠線(xiàn))在磁化矢量角度接近0°、90°、180°或270°時(shí)損失靈敏度。類(lèi)似地，正弦輸出(紅線(xiàn))在磁化矢量角度接近45°、135°、225°和315°時(shí)損失靈敏度。幸運(yùn)的是，當(dāng)一個(gè)通道的靈敏度降低時(shí)，另一個(gè)通道處于高靈敏度區(qū)域。

　　系統(tǒng)帶寬、磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)

　　磁場(chǎng)角度矢量是理解電路帶寬的重要內(nèi)容。ADC每微秒轉(zhuǎn)換一個(gè)樣本。為了獲得1°分辨率，磁場(chǎng)1 ms只能移動(dòng)1°(2.778 kHz)，否則ADC無(wú)法以足夠高的速度進(jìn)行采樣，以便跟上磁場(chǎng)變化的速度。對(duì)于1 MSPS ADC，這表示磁場(chǎng)的最大可用角速度為2.778 kHz.

　　旋轉(zhuǎn)測(cè)量測(cè)試結(jié)果

　　將直徑方向的N42磁體(直徑= 0.5英寸，厚度= 0.125英寸)連接至金屬桿的末端。精密直流電機(jī)可對(duì)金屬桿進(jìn)行精細(xì)角度控制。傳感器精確安裝在磁體正面。氣隙設(shè)為2 mm.只要磁鐵激勵(lì)使傳感器完全飽和，則結(jié)果便與氣隙基本無(wú)關(guān)。

　　電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，創(chuàng)造出與傳感器相交的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，進(jìn)而產(chǎn)生重復(fù)性正弦和余弦輸出電壓，適合進(jìn)行角度計(jì)算和數(shù)據(jù)采集。

　　圖9顯示了該設(shè)置的功能框圖。圖10是該設(shè)置的照片，可用來(lái)采集軸尾配置的數(shù)據(jù)。該設(shè)置由無(wú)刷直流電機(jī)、物理安裝、磁體和集成相應(yīng)ADA4571傳感器的PCB組成。