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浅谈汽车霍尔传感器技术的三个改进方向

2016年08月24日 解决方案 ⁄ 阅读 582 次

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。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。

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。

霍尔元件结构主要可分以下三种:

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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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汽车电动车窗防夹系统也有霍尔传感器的应用

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。

(传感器网)

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