電感式傳感器的技術(shù)介紹

 當(dāng)今，隨著人們生活水平和社會科技水平的提升，相信很多人都接觸過傳感器，但是對電感傳感器可能有點(diǎn)陌生。今天，小編就帶領(lǐng)大家一起來了解一下電感傳感器的有關(guān)知識。

ams電感式傳感器被認(rèn)為是旋轉(zhuǎn)編碼器的替代方案，現(xiàn)在主要的應(yīng)用是在電動車的主電機(jī)上。由于是非接觸式的傳感器，客戶在設(shè)計(jì)方面上會比較靈活，同時也是降成本的方案。同樣的他在抗干擾能力方面也是非常強(qiáng)。系統(tǒng)配置方面非常靈活，與其他方案相比的話它所占的空間非常小，可以配合馬達(dá)的一個極對數(shù)，也會對精度方面的有一個增益的作用。在布局方面也是獨(dú)立的機(jī)械布局。在精度方面會比霍爾傳感器更加有優(yōu)異，在馬達(dá)控制方面也是非常高效的。這個產(chǎn)品在安全性方面的水平非常高，單顆可以做到ASIL C的等級,也可以與霍爾傳感器結(jié)合使用，形成一個冗余的方案，同時我們也可以提供電感式傳感器的一個雙芯片的方案。

ams的電感式傳感器，如圖中的幾個部件組成，我們可以看到PCB板上會搭載我們的芯片，然后會有一組發(fā)射線圈以及兩組接收線圈。然后兩組線圈之間，由于物理的一個布局他的電器角度相差90度。上方還會有一個有傳導(dǎo)材料組成的一個金屬葉片，這個金屬葉片的片數(shù)，會根據(jù)馬達(dá)的一個極對數(shù)會有相應(yīng)的一個片數(shù)。

下面來說一下機(jī)械角度和電氣角度的一個關(guān)系：我們可以以三極對的電機(jī)座為例，它所對應(yīng)的葉片的片數(shù)也是三片。我們可以看到，它在120度的機(jī)械角度，所對應(yīng)的是360度的電氣角度，那以此類推的話，是90度的機(jī)械角度對應(yīng)的是360度的電氣角度，那如果這樣下類推下去的話，極對數(shù)越多的話，那其實(shí)他得到的輕度的一個加成就會越大。

下面我來介紹一下電感式傳感器的技術(shù)原理：

我們可以從圖中看到，芯片的發(fā)射端給到發(fā)射線圈一個共振信號，頻率大概在幾兆赫茲左右，發(fā)射線圈就會產(chǎn)生一個交變磁場。在膠片線圈的上方，會有一個同軸旋轉(zhuǎn)的葉片, 在葉面上面會有金屬部分，從而造成該區(qū)域的磁場減少，然而在葉片與葉片之間，沒有覆蓋到的區(qū)域交變磁場依然會比較大。當(dāng)葉片旋轉(zhuǎn)的時候，會在感應(yīng)線圈上面形成一個Sin和Cos的波型，然后反饋給芯片的一個輸入端。

感應(yīng)線圈會有紅色和綠色兩組，因?yàn)槲锢砩系囊粋€位置關(guān)系，他們的電氣差在90度，所得到的信號會包含振蕩器的一個信號，內(nèi)部的話會進(jìn)行一個解調(diào)。通過AGC的一個爭議，然后是一個差分的放大，之后輸出客戶想要的Sin和Cos的一個波形。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面，可以有一定的靈活性。根據(jù)客戶不同的需求，我們可以提供空心轉(zhuǎn)折位置的傳感方案，或者是半軸的位置傳感的方案。在應(yīng)用市場方面的話，主要是應(yīng)用在馬達(dá)控制的高速方案，再嵌入式應(yīng)用方案也會有電子助力轉(zhuǎn)向器的應(yīng)用，還會有齒條電機(jī)，在遠(yuǎn)程應(yīng)用方面會有EV牽引的主電機(jī)和旋轉(zhuǎn)的編碼器。

根據(jù)客戶對于功能安全的需求，我們會提供以下幾種冗余的方案：

首先，我們單芯片可以做到ASIL C，因?yàn)楸旧韱涡酒梢葬槍收线M(jìn)行一個報(bào)警。同時也可以用雙芯片的電感式傳感器做ASIL D的一個安全等級。

然后可以結(jié)合不同的應(yīng)用原理，結(jié)合霍爾式傳感器的原理，并且在結(jié)合電感式傳感器原理，在葉片的軸心處安裝一個雙極磁鐵，之后在PCB板中心處可以加一個霍爾式的傳感器，最后用不同的原理進(jìn)行達(dá)到一個ASIL D的等級。

從圖中可以看到，相比于旋轉(zhuǎn)編碼器，ams的電感式傳感器，以及霍爾傳感器都是有非常大的優(yōu)勢。在尺寸和重量方面我們的傳感器方案的尺寸是小型化的,重量也是非常輕的。在設(shè)計(jì)靈活性方面，可以根據(jù)客戶的不同需求，設(shè)計(jì)不同的PCB來搭載我們的芯片。在精度方面，ams的電感式傳感器相比于霍爾傳感器在精度上更高。平臺選擇方面，霍爾傳感器它可以根據(jù)客戶不同的采集信號的需求，給到不同的輸出方式。在功能安全方面，我們可以使實(shí)現(xiàn)ASIL C和ASIL D的要求。在系統(tǒng)成本方面，我們電感式傳感器和霍爾傳感器的成本方面相比于旋轉(zhuǎn)編碼器成本會更低。