磁阻傳感器在汽車中的應(yīng)用研究

　　為了確定速度，將磁輸入信號(hào)編碼處理為電脈沖序列，而且通常通過 7/14 mA 協(xié)議傳送。在最簡單的情況下，可使用比較器產(chǎn)生脈沖序列。通常會(huì)向比較器電路添加磁滯以消除低噪聲的影響。然而，這種施密特觸發(fā)器在噪聲水平較高的條件下不能確保其功能性。例如，傳感器頭和編碼器輪之間空隙出現(xiàn)顯著波動(dòng)會(huì)導(dǎo)致磁輸入信號(hào)振幅發(fā)生波動(dòng)。如果振幅變得很小，甚至不再超過或低于磁滯臨界值，則不管編碼器輪的位置如何，輸出信號(hào)都保持其有效工作時(shí)的最后狀態(tài)。在檢測(cè) ABS 系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)速時(shí)，傳感器和編碼器輪之間的距離可能會(huì)出現(xiàn)這種變化。當(dāng)存在負(fù)載變化(例如突然轉(zhuǎn)向動(dòng)作)，橫向作用于輪上的離心力會(huì)在輪軸上產(chǎn)生彎曲力矩。這將改變安裝在與傳感器相關(guān)的軸上的編碼器輪的位置，這些傳感器是與輪懸架相結(jié)合的。

　　磁位移也會(huì)影響系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。例如，噪聲場(chǎng)可使實(shí)際測(cè)量信號(hào)加強(qiáng)或減弱，致使施密特觸發(fā)器的臨界值被高估或低估。然而，位移不僅是由外部場(chǎng)引起的。被動(dòng)輪極高的速度可使輪中產(chǎn)生渦流，而這又會(huì)產(chǎn)生磁噪聲場(chǎng)。所產(chǎn)生的位移會(huì)影響操作的可靠性。

　　為消除此噪聲對(duì)輸出信號(hào)的影響，另一封裝中裝入了信號(hào)處理專用集成電路(ASIC)。后者也包含一個(gè)線路驅(qū)動(dòng)器，以便為信號(hào)處理和高電壓接口提供電源電壓(圖 1)。圖 4 所示為信號(hào)處理架構(gòu)。用于故障排除的中心元件為包括調(diào)式放大器、偏移抵消電路和智能比較器。根據(jù)傳感器和編碼器輪之間的距離，可調(diào)式放大器可以與信號(hào)級(jí)匹配。對(duì)于偏移抵消電路，有一種控制系統(tǒng)(與高通濾波器不同)可消除偏移，同時(shí)將系統(tǒng)頻率保持為 0?Hz。否則，就不可能檢測(cè)到停止不動(dòng)的編碼器輪。智能比較器的臨界值是可變的，并且可設(shè)置，使磁滯處于信號(hào)振幅的 20% 和 45% 之間。這可確保充分抑制噪聲，而且振幅突降達(dá) 50% 也不會(huì)影響系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。模擬前端的個(gè)別組件控制則通過數(shù)字接口實(shí)現(xiàn)。所述系統(tǒng)均利用仿真技術(shù)開發(fā)和驗(yàn)證。下文將概略介紹系統(tǒng)開發(fā)，同時(shí)闡述如何使用模型來改進(jìn)設(shè)計(jì)。

　　圖 3 裸片上的 AMR 元件配置

　　圖 4 現(xiàn)代速度傳感器的信號(hào)處理原理

　　圖 5 網(wǎng)格 — 磁場(chǎng)有限元模擬的起點(diǎn)