EPS转矩转角一体化传感器的研究

方向盘的转矩传感器、转角传感器是汽车电动助力转向系统的重要组成部分,其输出信号的品质直接影响电动助力转向系统的性能。为了满足电动助力转向系统对方向盘转矩、转角的测量要求,本文研究了一种同时输出转矩、转角信号的非接触式智能传感器。电容式接近传感器的工作原理：电容式接近传感器由高频振荡器和放大器等组成，由传感器的检测面与大地间构成一个电容器，参与振荡回路工作，起始处于振荡状态。首先,本文对国内外现有的转矩传感器、转角传感器进行了分析,并对能够同时提供复合信号的转矩、转角传感器进行了重点讨论。

然后介绍了霍尔效应的基本理论,并对转矩的常用测量方法进行了归纳总结。根据汽车转向特性及霍尔芯片的性能,提出了一种全新的测量方法,实现转角、转矩的同时测量。其次,通过对齿轮传动的推导分析,确定了齿轮的基本参数要求,并对传感器总成中的各传动齿轮进行了详细的设计。对于超导磁场放大器而言，其磁场放大倍数主要由放大器的尺寸和狭窄区域宽度决定。再次,对传感器的电路进行了模块化的设计。本文将传感器的测量电路分为单片机管理模块、转矩传感器芯片模块、角度传感器电路芯片模块,并分别对各测量电路进行了选材和设计。

一种新型的高灵敏度磁探测器

磁电阻/超导复合式磁传感器作为一种新型的高灵敏度磁探测器， 其探测精度目前已接近SQUID器件并已达到fT 量级。同时这类传感器又具有体积小、结构简单、工艺成熟、便于大规模生产等优势，使其在未来发展潜力巨大。磁电阻/超导复合式磁传感器的性能不仅取决于超导磁场放大器的磁场放大能力，同时也取决于磁电阻传感器的灵敏度、噪声等特性。就该复合式磁传感器而言，进一步提升器件的探测精度是其未来研究发展的主要方向。

一方面，继续减小超导磁场放大器的狭窄区域宽度至1 μm以下，同时增大磁场放大器的有效面积都可以将磁场放大倍数继续提升至几千甚至上万倍，但是同时会对传感器的工作区间以及小型化造成影响。放大器和模数转换器(ADC)等组件(这些组件会产生它们自己的误差)是不可或缺的。另一方面，使用灵敏度更高的磁电阻传感器件(TMR、巨磁阻抗器件(GMI)等[35])，将有望使得该复合式传感器的磁场探测精度达到1fT，甚至0.1 fT 的量级。

A1330器件介绍

为了满足那些需要冗余传感器的系统要求，A1330可提供单芯片和双芯片版本，它们都包含有片上EEPROM技术，能够支持多达100次的读/写，可用于灵活的下线参数校准。

两个版本都非常适合需要0°至360°角度测量的车规级应用，例如EPS的电机位置测量，以及需要低延迟和高分辨率的泵类与变速箱执行器以及其他高速执行器。1988年，Grunberg和Baibich等人通过分子束外延的方法制备了Fe/Cr多层膜，并在其中发现了磁阻变化率达到50%以上。A1330还包括有片上角度缩放功能，以支持小至11.25°等需要较短角位移的应用，这些包括阀门位置、踏板位置和油箱油位感应等。