多维科技推出基于TMR角度传感器的高精度离轴编码器应用方案

MEMS 2024-07-26 00:02

【应用手册】TI 全新MCU及C29内核的能源设施应用方案 如何增强能源基础设施的实时控制？

离轴应用，单对极磁环，±0.05°绝对角度精度，绝对角度输出，TMR3110、TMR3109、TMR3081角度传感芯片

近日，专注于隧道磁阻（TMR）技术的磁传感器制造商江苏多维科技有限公司（MultiDimension Technology Co., Ltd., MDT）基于TMR3110、TMR3109和TMR3081三款角度传感器芯片，推出了高精度离轴编码器应用方案。

芯片应用特点

采用单对极磁环；

芯片离轴摆放装置；

绝对角度输出；

±0.05°的绝对角度精度；

磁环和芯片总高可达3 mm ~4mm；

芯片为小尺寸封装；

芯片应用结构

多维科技高精度离轴编码器应用方案采用单对极中空磁环和TMR3109、TMR3110（数字输出的TMR角度传感器芯片）或TMR3081（正余弦模拟电压输出的TMR角度传感器芯片），相对位置如图1所示。

图1 离轴编码器装配3D示意图

多维科技高精度离轴编码器应用方案有三款结构尺寸已经验证，具体的钕铁硼N35SH磁环和方案芯片离轴装配方案如下：

基准原点（单位：mm）

X = 0 磁环表面外环边与PCB板TOP面侧边相切
Y = 0 磁环中心和芯片中心在同一水平线上
Z = 0 磁环上表面表面与PCB板上表面齐平

结构尺寸一（单位：mm）

磁环尺寸：18 × 10 × 2.5
磁环和芯片装配位置：

X = -2 ~ -6
Y = 0 ~ ±4
Z = 0 ~ 4

结构尺寸二（单位：mm）

磁环尺寸：12 × 8 × 2.5
磁环和芯片装配位置：

X = -2 ~ -4
Y = 0 ~ ±2
Z = 0 ~ 4

结构尺寸三（单位：mm）

磁环尺寸：15 × 8 × 6.5
磁环和芯片装配位置：

X = -2 ~ -4
Y = 0 ~ ±6
Z = 0 ~ 4

TMR3109 / TMR3110芯片应用

多维科技高精度离轴编码器应用方案采用TMR3109和TMR3110数字输出的角度传感器芯片，支持23 位 SPI 绝对角度输出，ABZ增量、UVW 换相和脉宽调制信号 (PWM) 输出，无需模数转换电路和MCU端算法。TMR3109和TMR3110角度传感器芯片自带Auto自校准功能和LNR多点校准功能。通过Auto自校准功能，离轴方案的绝对角度精度可以达到±0.3°，通过LNR多点校准功能，绝对角度精度可达到±0.05°，详见图2。

图2 TMR3109/3110自动校准和LNR校准前后角度精度对比图

注：相关产品参数请查阅多维科技官网（www.dowaytech.com）产品规格书，相关Auto自校准和LNR多点校准资料，请联系多维科技销售人员，获取TMR3109、TMR3110应用手册。

TMR3081芯片应用

多维科技高精度离轴编码器应用方案采用TMR3081角度传感器芯片正余弦模拟电压输出的角度传感器芯片，需要搭配模数转换电路和MCU端算法。

通过角度解算和校准算法，离轴方案的绝对角度精度可以达到±0.5°，通过多点LNR校准算法，绝对角度精度可达到±0.05°，详见图3。

图3 TMR3081校准和LNR校准前后角度精度对比图

注：相关数模转换电路和校准算法，请联系多维科技销售人员，获取TMR3081应用手册。

芯片应用优势

磁性编码器用于检测磁场变化，在灰尘、油污、水汽等环境下具有较强的耐受性。因此，适用于灰尘多的应用场景。离轴安装的编码器具有解放旋转轴轴端的优点，编码器整体可以做的更薄，也可以设计为中空轴。可以应用在工业缝纫机的电机上，或带有电磁制动的电机上。另外，如果将旋转轴做成中空轴，可以从中空轴内部走线缆，可使用在加工机械的电机主轴及机械臂上。

多维科技（MDT）已为全球客户稳定供货xMR磁性传感器产品十多年，芯片产品出货量已超5亿颗，最新推出的23位高速TMR磁性旋转编码器芯片TMR3109和TMR3110角度传感器芯片在绝对角度精度、温度稳定性、抗环境磁场干扰和响应速度等方面都有较为领先的优势。

延伸阅读：
《机器人传感器技术及市场-2022版》
《电流传感器技术及市场-2023版》