高精度磁阻传感器在角度与线性位置测量的应用

本文深入探讨了磁阻角度和线性位置测量技术，主要关注了一种基于非接触式的各向异性磁阻(AMR)传感器解决方案。文章指出，这种电路设计能够实现高精度和高速度的测量，适用于各种工业和汽车应用，如机床控制、起重机角度控制及无刷直流电机。 电路功能与优势： 文中提及的电路方案，如图1所示，是一个紧凑的双芯片系统，其中包括了AMR传感器和ADC驱动器。该系统在180°的范围内能提供优于0.2°的角精度，并且在0.5英寸的范围内实现2mil（0.002英寸）的线性精度。这种精确度得益于所使用的磁体尺寸。由于是非接触式的，该电路特别适合需要避免磨损和摩擦的应用场景。 核心组件解析： 1. **ADA4571 AMR传感器**：这款传感器集成了信号调理放大器和ADC驱动器，还配备了一个温度传感器以进行温度补偿。它能生成与磁场角度相关的清洁、放大的余弦和正弦输出信号。每个传感器包含两个45°相交的透磁合金惠斯登电桥，当磁场旋转时，输出信号会根据角度(α)的大小翻倍。其输出电压范围在7%到93%VDD之间，并有额外的诊断带宽用于检查内部连接的完整性。 2. **AD7866 SAR ADC**：这是一个双通道、12位、1 MSPS采样率的ADC，能同步采样两个通道的信号。通过配置RANGE引脚，可以设定模拟输入范围，确保为ADA4571的信号提供适当的裕量。使用内部2.5V基准电压源（通过连接REFSEL引脚至低电平来激活）可以简化系统设计，而VREF引脚上的缓冲器可以确保电压源的稳定性。ADC的输出数字字通过DOUTA和DOUTB端口提供。 电路实现与滤波： VSIN和VCOS输出的输出阻抗为50Ω，可以通过外部10nF电容形成318kHz的噪声滤波器，以提升信号质量。AD7866的DCAPA和DCAPB引脚使用470nF电容去耦，以确保ADC的稳定运行。 总结： 磁阻角度和线性位置测量技术利用AMR传感器的特性，通过精密的电路设计实现了高精度的非接触式测量。这种技术在需要精确控制的位置或角度测量应用中有着广泛的应用前景。电路中的关键组件，如ADA4571和AD7866，协同工作，提供高效的数据转换和信号调理，以满足严苛的系统性能要求。