摩托車用霍爾效應(yīng)轉(zhuǎn)速傳感器的研究與開發(fā)

傳統(tǒng)的摩托車曲軸轉(zhuǎn)速傳感器一般使用磁電式傳感器。磁電式轉(zhuǎn)速傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低,但存在下述缺點(diǎn):一是其輸出信號(hào)的幅值隨轉(zhuǎn)速的變化而變化。若車速過慢,其輸出信號(hào)低于1V,電控單元就無法檢測(cè)。若車速過快,其輸出信號(hào)電壓值過高,會(huì)出現(xiàn)次脈沖,檢測(cè)結(jié)果與真實(shí)轉(zhuǎn)速不符;二是抗電磁波干擾能力差?；魻栃?yīng)式轉(zhuǎn)速傳感器則能克服上述的缺點(diǎn)。和傳統(tǒng)探卡的組裝方法相比,MEMS技術(shù)顯然更適應(yīng)當(dāng)今的IC技術(shù)。

摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)工作環(huán)境較為惡劣,震動(dòng)大,油污多,而霍爾傳感器具有無觸點(diǎn)、長壽命、高可靠性、無火花、無自激振蕩、溫度性能好、抗污染能力強(qiáng)、構(gòu)造簡(jiǎn)單、堅(jiān)固、體積小、耐沖擊等諸多優(yōu)點(diǎn),這些特點(diǎn)決定了摩托車上使用霍爾效應(yīng)式傳感器是個(gè)很好的選擇。對(duì)霍爾轉(zhuǎn)速傳感器磁路的設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究,確定了適合于摩托車具體應(yīng)用環(huán)境的信號(hào)發(fā)生方案,選擇了合適的霍爾芯片,通過對(duì)磁性材料的分析比較確定了性價(jià)比高的材料;用有限元分析軟件FEMM對(duì)磁路進(jìn)行模擬,從原理上論證了方案的可行性。同時(shí),隨著信息處理技術(shù)和傳感器技術(shù)的發(fā)展,人們開始嘗試使用多個(gè)傳感器來估計(jì)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),試圖利用更多的量測(cè)信息來降低環(huán)境對(duì)目標(biāo)跟蹤造成的影響。

RTD傳感器

當(dāng) 一邊測(cè)量RTD的電阻一邊改變它的溫度時(shí)，響應(yīng)幾乎是線性的，表現(xiàn)得像一個(gè)電阻器。如圖1所示，該RTD的電阻曲線并非完全呈線性，而是有幾度的偏差(示 出了一條用作參考的直線)-- 但卻是高度可預(yù)測(cè)并可復(fù)驗(yàn)的。為了對(duì)這種輕微的非線性進(jìn)行補(bǔ)償，大多數(shù)設(shè)計(jì)人員都會(huì)對(duì)測(cè)得的電阻值進(jìn)行數(shù)字化處理，并使用微控制器內(nèi)的查找表以便應(yīng)用校正 因子。這種寬溫度范圍(大約-250℃至 750℃)內(nèi)的可復(fù)驗(yàn)性和穩(wěn)定性使RTD在應(yīng)用(包括在管道和大容器內(nèi)測(cè)量液體或氣體的溫度)中極為有用。壓阻式傳感器又稱為擴(kuò)散硅壓阻式壓力傳感器，被測(cè)介質(zhì)的壓力直接作用于傳感器的膜片上（不銹鋼或陶瓷），使膜片產(chǎn)生與介質(zhì)壓力成正比的微位移，使傳感器的電阻值發(fā)生變化，和用電子線路檢測(cè)這一變化，并轉(zhuǎn)換輸出一個(gè)對(duì)應(yīng)于這一壓力的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量信號(hào)。

用 來處理RTD模擬信號(hào)的電路的復(fù)雜度基本上根據(jù)應(yīng)用而變化。放大器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)等組件(這些組件會(huì)產(chǎn)生它們自己的誤差)是不可或缺的。只有當(dāng)測(cè) 量必要時(shí)才給傳感器供電 -- 通過該方法您也可實(shí)現(xiàn)低功耗運(yùn)行，但這會(huì)使該電路復(fù)雜得多。而且，使傳感器通電所需的功率還會(huì)提高其內(nèi)部的溫度，從而影響測(cè)量準(zhǔn)確度。僅僅幾毫安的電流， 這種自加熱效應(yīng)就會(huì)產(chǎn)生溫度誤差(這些誤差是可糾正的，但需要進(jìn)一步的斟酌考量)。為了對(duì)這種輕微的非線性進(jìn)行補(bǔ)償，大多數(shù)設(shè)計(jì)人員都會(huì)對(duì)測(cè)得的電阻值進(jìn)行數(shù)字化處理，并使用微控制器內(nèi)的查找表以便應(yīng)用校正因子。另外，請(qǐng)謹(jǐn)記:線繞式鉑RTD或薄膜RTD的成本可能相當(dāng)高，尤其當(dāng)與 IC傳感器的成本進(jìn)行比較時(shí)。

熱釋電紅外傳感器

專注于引入新品推動(dòng)行業(yè)創(chuàng)新的電子元器件分銷瑞泰威即日起備貨Mikroe的PIR Click board。PIR Click是一種熱釋電傳感器，支持一系列消費(fèi)電子產(chǎn)品和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的人體存在檢測(cè)。PIR Click board搭載KEMET Electronics的PL-N823-01 熱釋電紅外傳感器 (PIR)，支持通過玻璃或樹脂檢測(cè)人體。此款傳感器是辦公自動(dòng)化、非接觸式開關(guān)、照明、空調(diào)和其他消費(fèi)品等應(yīng)用的理想解決方案。其次,通過對(duì)齒輪傳動(dòng)的推導(dǎo)分析,確定了齒輪的基本參數(shù)要求,并對(duì)傳感器總成中的各傳動(dòng)齒輪進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)。

瑞泰威供應(yīng)的Mikroe PIR Click board在檢測(cè)到人體發(fā)出的紅外輻射時(shí)，會(huì)產(chǎn)生電壓。低功耗傳感器是由移動(dòng)的對(duì)象觸發(fā)，因此能夠在依賴于人體存在檢測(cè)的應(yīng)用中表現(xiàn)出節(jié)能特性。數(shù)字接口器件常使用兩線接口(I2C或PMBus)，并具有內(nèi)置的ADC。PIR Click board包括一個(gè)白色塑料菲涅爾濾光片，能夠過濾可見光，使傳感器能夠檢測(cè)到人體發(fā)出的紅外信號(hào)。板載PL-N823-01 PIR傳感器采用KEMET專有的壓電陶瓷材料和元件結(jié)構(gòu)，為使用樹脂或玻璃的產(chǎn)品提供了更大的設(shè)計(jì)自由度。

PIR Click board屬于Mikroe Click Board生態(tài)系統(tǒng)的一部分，其模塊化設(shè)計(jì)使得開發(fā)人員無需做任何硬件配置即可將任意Click board連接到標(biāo)準(zhǔn)mikroBUS插座。壓電元件支撐于本體上，由膜片將被測(cè)壓力傳遞給壓電元件，再由壓電元件輸出與被測(cè)壓力成一定關(guān)系的電信號(hào)。多功能的mikroBUS標(biāo)準(zhǔn)插座包含連接Mikroe的全系Click board所需的全部引腳，包括無線通信模塊、傳感器模塊和其他配件。