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霍尔传感器技术在汽车上的运用

2018-08-04 09:59:10 责任编辑:河北中链企通科技有限公司 浏览量:294

霍尔传感器技术的提升方向

 

作为汽车电子控制系统的信息源,汽车传感器是汽车电子控制系统的关键部件。

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随着社会的发展,传统接触式传感器不断显露出局限性。为弥补接触式传感器的不足,霍尔传感器得到大力发展,由于具备无触点、功耗小、结构牢固、寿命长等优点,被广泛应用在电子控制系统中。如今,汽车霍尔传感器取代传统接触式传感器已成大势所趋。

 

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目前,由于我国汽车传感器技术起步较晚,目前产业整体水平仍然较低,没有形成系列化、配套化,尚未形成独立产业,霍尔传感器尤其是高端汽车传感器仍依赖进口。

 

 

目前,汽车霍尔传感器业界研究专家认为,该领域的改进可集中在霍尔元件结构、集成电路和封装工艺三个方面,需要我国相关企业多加关注。

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霍尔元件结构主要可分以下三种:

1.汽车一维霍尔传感器,用于测量垂直于元件表面的磁场,噪声低,稳定性高;

 

2.汽车二维霍尔传感器,在芯片上同时集成两个一维霍尔元件,制成的霍尔传感器就可以同时测量磁场同一平面的两个分量,其最大优点是测量角度几乎不受永磁体位置的影响,允许比较大的封装误差和温度波动;

 

3.汽车三维霍尔传感器,在传统的CMOS芯片表面沉积一层集磁材料,既可以感应垂直方向,也可以感应平行于芯片表面的磁场强度,实现360度测量,能额外放大霍尔元件区域内的磁场,提高灵敏度。

 

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优化集成电路,则主要通过消除零位误差和温度补偿,来有效提高汽车霍尔传感器精度。

 

1.针对消除零位误差,典型技术是冗余设计,采用两个相对偏置的霍尔元件并联,不等位电势被抵消,有效提高霍尔传感器精度。与其原理类似,还可采用4个霍尔元件并联,以及采用多个霍尔元件并联;

 

2.针对温度补偿,一方面可以设置电阻等元件形成温度补偿电路,一方面可以在检测用霍尔元件附近配置温度监控用霍尔元件,通过运算电路进行抵消霍尔电压的温度特性的运算。

 

在改进汽车霍尔传感器的封装工艺方面,主要是对各构件准确定位,减小霍尔元件位置误差;增加软磁元件,提高传感器精度,如在磁铁和磁场敏感元件之间的磁铁的一侧设置软磁元件,使磁场的偏移量最小化等。

 

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汽车电动后视镜中霍尔传感器的应用

 

后视镜能够帮助驾驶员在行车过程中获取后方及侧、下方的外部信息,提高了车辆在道路上行驶的安全性。

 

然鹅由于外后视镜位置的原因,当在道路拥堵不畅或通行空间狭窄时极易发生擦碰事故。

 

另一方面,在开车的过程中若需对外后视镜进行手动调节也会十分的不便,同时也容易因注意力的转移而引发交通事故。

 

电动后视镜采用了电机进行驱动,从而使得驾驶员可在车内进行调节和折叠,有效的避免了上述不利情况的发生。

 

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电动后视镜主要由2个独立的电机以及调节位置检测部件和控制电路组成

 

其中2个独立的电机分别为后视镜的纵向(上下)运动和横向(左右)运动提供动力,而位置检测部件则负责向控制电路传递当前位置和角度信息,以便判断调节是否到位。

 

作为一种通过感应磁场变化进行位置检测的传感元件,霍尔传感器能够在测量后视镜调节过程中角度的变化,以便于控制系统在后视镜折叠或展开到预设位置处时,能够切断提供调节动力电机的电源,防止造成损坏。

 

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霍尼韦尔高灵敏度数字式锁存型霍尔传感器VF360ST体积小巧、功能强大,可工作在永磁铁或电磁铁的磁场中。

 

VF360ST属于双极性霍尔传感器,能够响应南极(S)或北极(N)磁场。VF360ST会在S极磁场下变成开状态(ON),而同一系列的VF360NT则会在N极磁场下变成开状态。与采用了斩波稳定技术的同类高灵敏度,双极锁存型霍尔传感器相比,VF360ST的无斩波设计,使得传感器的输出更加纯一,锁存响应时间也更短。

 

- END -

 

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- 翻译:爱泽工业(如有偏颇,敬请指正)

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