G-MRCO-016磁传感器非接触测量技术

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G-MRCO-016磁性AMR角度传感器包含两个平行的惠斯通电桥，每个电桥可以测量 45度。 平行于芯片的表面上的旋转磁场将因此提供两种独立的正弦曲线输出信号，一种按照 cos函数计算，另一种按照 sin函数计算，在传感器和磁场方向之间形成角度。G-MRCO-016磁场传感器适合在常规磁场强度H0 ≥ 25 kA/m 的情况下（例如，在室温下距离为 5.2 mm 时，来自Magnetfabrik Bonn的磁体 67.044 生成的磁场强度）高精确角度测量应用。如降低精度，KMT32B AMR 角度传感器可用于磁场强度 H0 ≥ 14 kA/m 的情况。大多数磁体的磁场强度随温度改变，但磁场方向不变。

出于多种原因，磁场传感器是位置传感器的流行选择。 它们是非接触式传感器，这意味着没有部件磨损。 要了解磁传感器技术，我们先从常见的霍尔元件开始。

霍尔元件

霍尔元件是使用霍尔效应的设备。“霍尔”源于霍尔博士因发现霍尔效应而得名。 它是基于这样的现象，即当对通过的物体施加垂直于电流的磁场时，电动势出现在与电流和磁场正交的方向上。当向薄膜半导体施加电流时，通过霍尔效应输出与磁通密度及其方向相对应的电压。 霍尔效应用于检测磁场（如下图所示）。

霍尔元件即使在存在静磁场的情况下也可以检测磁场，而不会改变磁通密度。 因此，霍尔元件用于各种应用，例如与磁铁、角度传感器和电流传感器结合使用的非接触式开关。 使用霍尔元件的地磁传感器广泛用于智能手机和其他应用。

磁阻元件
使用材料来检测在施加磁力时其电阻会发生变化的磁场的元件称为磁阻（MR）元件。 除了半导体磁阻元件（SMR）之外，作为使用铁磁薄膜材料的磁阻元件的代表示例，存在三种类型的传感器，例如各向异性磁阻元件（AMR）、巨磁阻元件（GMR）和隧道磁阻元件（TMR）

金属中的各向异性磁阻效应描述了材料的电阻如何与电流和磁场之间的方向相关 - 当电流和磁场彼此成直角时达到最小值。

巨磁阻效应是指由非磁性导体隔开的两个铁磁层之间的电阻发生很大变化。 当两层中的磁场平行时，电阻减小，当磁场反平行时，电阻增大。

这两种方法的问题是电阻变化比较小，需要惠斯通电桥和信号放大器来检测。 传感器和惠斯通电桥中的热噪声被放大并降低了设备的整体灵敏度。 在整个工作范围内，温度变化也会对传感器产生重大影响。

考虑到这一点，一些传感器开发人员专注于通过利用第三种现象（隧道磁阻）来降低噪声。

隧道磁阻元件 (TMR) 的工作原理：在铁磁材料（固定层）、绝缘体和铁磁材料（自由层）的层压薄膜的情况下，通过绝缘体的电子比例会因隧道效应而发生变化 ，并且电阻值取决于被钉扎层和自由层的磁化是反平行（a）还是平行（b）。

TMR传感器广泛应用于汽车，包括油门踏板传感器、转向角传感器、BLDC电机磁编码器、发动机转速（曲轴）传感器、发动机相位（凸轮轴）传感器、变速器转速传感器、电子油门传感器、轮速传感器、 等等