ecosnos.ru |
Главная Микромагнитоэлектроника: направление технологии 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 [ 63 ] 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 С1 0,1 R8 22k С2 0,022 -г R6 470к DA1.1 R7 10к Баланс R10 6 1 1,2к и 1 DA1.2 5 -L Rll 680 --R12 Ik R9 235k Общий о DA1.1,DA1.2- операционный усилитель NE5535 DA2 - стабилизатор LM317 R12 - терморезистор KTY81(TKC = 0,0078/С) Рж. 5.44. Электрическая схема магнитного датчика угла поворота с использованием магниторезисторного моста KMZ10 Схема работает следующим образом. Выходной сигнал с магниторезисторного моста R1 операционньп*а1 усилителями DA1.1 и DA1.2. Кремниевый температурный датчик R12 (KTY 81) установленный в цепи обратной связи усилителя DA1.2 изменяет его усиление при изменении температуры окружающей среды. На рис. 5.45 приведена выходная характеристики датчика угла поворота при температуре от -25 и +40 С. Рис. 5.45. Выходная характеристика магнитного датчика угла поворота с использованием магниторезисторного моста KMZ10
Использование снециализированных микросхем в датчиках угла поворота Особый интерес представляют магнитные датчики угла поворота с использованием специализированных интегральных схем и тонкопленочных магниторезисторов. В качестве примера можно привести микросхему типа UZZ9000, разработанную фирмой Philips Semiconductors. Аналогичная схема предназначена для построения датчиков угла поворота, использующих два преобразователя магнитного поля. В качестве чувствительного элемента такого датчика используется сдвоенный тонкопленочный магниторезисторный мост типа KMZ41, также вьшускаемый фирмой Philips. Магнитные оси мостов KMZ41 повернуты на 45° относительно друг друга. В этом случае магниторезисторный мост расположен в магнитном поле, создаваемом двумя миниатюрньп*а1 постоянньп*а1 магнитами, установленньпии на вращающейся рамке. Устанавливая нулевое положение рамки как параллельное оси X, (т.е. с магнитньпи полем в Н^ направлении) можно измерять угловое перемещение до ± 85 градусов. Магниторезисторный мост KMZ10 включается в электрическую схему, приведенную на рис. 5-44. и +12В о вых., и и^ькл) мостов При вращении источника магнитного поля относительно плоскости KMZ сигналы (U, сдвигаются по фазе на 90 °, что позволяет расширить диапазон контролируемых углов поворота (рис. 5.46). (Параметры KMZ41 см. в главе 10 тома 2). Ш Общ.! Ш Общ.2 Ш +ивь .. о Рис. 5.46. Зависимость напряжение сигнала мостов от угла вращения источника магнитного поля: U . и U
О напряжение сигнала соответственно с выхода первого и второго мостов Интегральная схема типа UZZ9000 имеет достаточно сложную структуру. Она содержит два АЦП, один 13-ти разрядный ПАИ и другие необходимые узлы. В схеме используется спещ1альный алгоритм обработки сигналов с датчика. Микросхема размещается в 24-х вьшодном DIP корпусе. Электрическая схема датчика угла поворота приведена на рис. 5.47 и не требует особых пояснений. Сигналы (±Vgj и iVgj) с мостов KMZ41 подаются на два раздельных входа микросхемы UZZ9000. Па выход микросхемы поступает аналоговый сигнал, пропорциональный углу поворота управляющего магнита. В качестве управляющего устройства используется вращающийся постоянный магнит. [40, 46]. Рис. 5.47. Принципиальная схема датчика угла поворота с использованием тонкопленочного магниторезисторного моста KMZ41 и интегральной схемы UZZ9000. (В схеме сохранены условные обозначения изготовителя)
-V01 -V02 0FFS1 0FFS2 -О +Un=5B -О Общий -О Выход Основные параметры датчика угла поворота, вьшолненного на основе тонкопленочного магниторезистора типа KMZ41 и интегральной схемы UZZ9000 приведены в таблице 5.6. Таблица 5.6.0сновные параметры датчика угла поворота с использованием тонкопленочного магниторезисторного моста KMZ41 и интегральной схемы UZZ9000
Датчики угла поворота с использованием магниточувствительных ИС Наибольшее распространение получили датчики угла поворота, реализованные с использованием магниточувствительных интегральных микросхем на основе элементов Холла. Например, фирма Honeywell на основе МЧМС выпускает серию (RP) датчиков угла поворота. Датчики отличаются высокими магнитоэлектрическими и эксплуатационными параметрами. Они предназначены для использования в автомобильной электронике. Основные параметры датчика RP-200 приведены в таблице 5.6. Внешний вид и выходная характеристика датчика на приведены на рис. 5.48 и 5.49. [45] Рис. 5.48. Внешний вид и габариты магнитного датчика угла поворота типа RP-200 Рис. 5.49. Выходная характеристика магнитного датчика угла поворота типа RP-200 О
|