摩托車用霍爾效應(yīng)轉(zhuǎn)速傳感器的研究與開發(fā)

傳統(tǒng)的摩托車曲軸轉(zhuǎn)速傳感器一般使用磁電式傳感器。接近傳感器按工作原理分:高頻振蕩型、電容型、感應(yīng)電橋型、磁鐵型和霍耳效應(yīng)型等。磁電式轉(zhuǎn)速傳感器結(jié)構(gòu)簡單、成本低,但存在下述缺點(diǎn):一是其輸出信號(hào)的幅值隨轉(zhuǎn)速的變化而變化。若車速過慢,其輸出信號(hào)低于1V,電控單元就無法檢測。若車速過快,其輸出信號(hào)電壓值過高,會(huì)出現(xiàn)次脈沖,檢測結(jié)果與真實(shí)轉(zhuǎn)速不符;二是抗電磁波干擾能力差。霍爾效應(yīng)式轉(zhuǎn)速傳感器則能克服上述的缺點(diǎn)。

摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)工作環(huán)境較為惡劣,震動(dòng)大,油污多,而霍爾傳感器具有無觸點(diǎn)、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(qiáng)、構(gòu)造簡單、堅(jiān)固、體積小、耐沖擊等諸多優(yōu)點(diǎn),這些特點(diǎn)決定了摩托車上使用霍爾效應(yīng)式傳感器是個(gè)很好的選擇。熱電偶、RTD和熱敏電阻等檢測元件的電學(xué)屬性隨溫度的變化具有非常強(qiáng)的可預(yù)測性。對(duì)霍爾轉(zhuǎn)速傳感器磁路的設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究,確定了適合于摩托車具體應(yīng)用環(huán)境的信號(hào)發(fā)生方案,選擇了合適的霍爾芯片,通過對(duì)磁性材料的分析比較確定了性價(jià)比高的材料;用有限元分析軟件FEMM對(duì)磁路進(jìn)行模擬,從原理上論證了方案的可行性。

基于IC的數(shù)字化低電平射頻前端設(shè)計(jì)

介紹了基于IC的上海光源儲(chǔ)存環(huán)新一代集成數(shù)字化低電平控制器的射頻前端設(shè)計(jì)、制造和性能測試。這其中，為熟知的探測精度達(dá)到fT量級(jí)的弱磁傳感器當(dāng)屬基于超導(dǎo)約瑟夫森效應(yīng)的超導(dǎo)量子干涉器件。用L-C濾波電路在保證性能的基礎(chǔ)上顯著減小了系統(tǒng)的體積;用有源混頻器使本振需求僅為-10dBm,減小了系統(tǒng)對(duì)本振信號(hào)放大器的需求。前端通道的線性度范圍達(dá)到30dB;采用可變放大器有利于通道內(nèi)的電平匹配;RMS幅度誤差在±0.15%以內(nèi),RMS相位誤差在±0.2°以內(nèi);各個(gè)通道間的耦合干擾小于-70dB。

深圳瑞泰威科技有限公司是國內(nèi)IC電子元器件的代理銷售企業(yè)，專業(yè)從事各類驅(qū)動(dòng)IC、存儲(chǔ)IC、傳感器IC、觸摸IC銷售，品類齊全，具備上百個(gè)型號(hào)。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。與國內(nèi)外的東芝、恩智浦、安森美、全宇昕、上海晶準(zhǔn)等均穩(wěn)定合作，保證產(chǎn)品的品質(zhì)和穩(wěn)定供貨。自公司成立以來，飛速發(fā)展，產(chǎn)品已涵蓋了工控類IC、光通信類IC、無線通信IC、消費(fèi)類IC等行業(yè)。

復(fù)合式磁傳感器

弱磁探測技術(shù)的發(fā)展，歸根結(jié)底依靠的是磁傳感器技術(shù)的進(jìn)步。近年來，隨著各種物理效應(yīng)在磁場測量中的應(yīng)用，各種弱磁測量的方法已經(jīng)逐漸趨于完善，而根據(jù)不同測量方法，各類磁傳感器也應(yīng)運(yùn)而生。當(dāng)外力去掉后，它又會(huì)恢復(fù)到不帶電的狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為正壓電效應(yīng)。從霍爾效應(yīng)磁傳感器、磁通門磁傳感器、磁電阻傳感器到光泵磁強(qiáng)計(jì)和超導(dǎo)量子干涉器件(SQUID)，磁傳感器技術(shù)不斷的向前發(fā)展。這其中，為熟知的探測精度達(dá)到fT量級(jí)的弱磁傳感器當(dāng)屬基于超導(dǎo)約瑟夫森效應(yīng)的超導(dǎo)量子干涉器件。目前，單獨(dú)的SQUID 器件在低溫下靈敏度可以達(dá)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(dá)到10 fT 以下。然而，對(duì)于低溫超導(dǎo)SQUID 而言，需要昂貴的低溫制冷設(shè)備(液氦、低溫制冷機(jī)等)；高溫超導(dǎo)SQUID由于超導(dǎo)材料的相干長度短，在約瑟夫森結(jié)的制備方面存在困難。這些因素都制約了SQUID的大規(guī)模應(yīng)用。

伴隨著科技進(jìn)步和信息技術(shù)的發(fā)展，除了靈敏度之外，人們也對(duì)磁傳感器的尺寸、穩(wěn)定性、功耗、制備工藝的簡單化等提出了越來越高的要求。監(jiān)測上的不可見和復(fù)雜性導(dǎo)致地下位移監(jiān)測技術(shù)發(fā)展緩慢,存在精度差、成本高、非自動(dòng)化或難于準(zhǔn)確計(jì)算地下位移量等問題。其中基于磁電阻效應(yīng)的傳感器因其具備高靈敏度、功耗低、體積小、加工技術(shù)成熟等優(yōu)點(diǎn)正在越來越大規(guī)模的使用。其中，基于巨磁電阻(GMR)及隧道磁電阻(TMR)效應(yīng)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(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，目前已被廣泛用于生產(chǎn)應(yīng)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(yīng)頻率和高靈敏度特性，使其成為未來競爭的制高點(diǎn)。

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。隨著集成技術(shù)的發(fā)展，人們又將這部分電路及電源等電路也一起裝在傳感器內(nèi)部。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(lǐng)域的應(yīng)用。

CCD傳感器優(yōu)點(diǎn)二

大面積感光：利用半導(dǎo)體技術(shù)已可制造大面積的CCD晶片，與傳統(tǒng)底片尺寸相當(dāng)?shù)?5mm的CCD已經(jīng)開始應(yīng)用在數(shù)碼相機(jī)中，成為取代專業(yè)有利光學(xué)相機(jī)的關(guān)鍵元件；

光譜響應(yīng)廣：能檢測很寬波長范圍的光，增加系統(tǒng)使用彈性，擴(kuò)大系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域；

低影像失真：使用CCD感測器，其影像處理不會(huì)有失真的情形，使原物體資訊忠實(shí)地反應(yīng)出來；

體積小、重量輕：CCD具備體積小且重量輕的特性，因此，可容易地裝置在人造及各式導(dǎo)航系統(tǒng)上；

低秏電力不受強(qiáng)電磁場影響；

電荷傳輸效率佳：該效率系數(shù)影響信噪比、解像率，若電荷傳輸效率不佳，影像將變較模糊；

可大批量生產(chǎn)，品質(zhì)穩(wěn)定，堅(jiān)固，不易老化，使用方便及保養(yǎng)容易。