如何使用磁阻傳感器KMZ41和UZ9000建立基于磁共振的測量系統(tǒng)

　　本報告描述了如何使用Philips半導體公司提供的磁阻傳感器KMZ41和傳感器信號調節(jié)IC UZ9000建立基于磁共振的測量系統(tǒng)。

　　第一部分介紹了磁共振技術。結果表明，磁阻效應自然是一種角效應，建議在角度測量應用中使用。下一節(jié)介紹由傳感器KMZ41和傳感器信號調節(jié)IC UZ9000組成的系統(tǒng)的基本功能。KMZ41傳感器包括一個基板上的兩個惠斯通電橋。這使得機械和電氣性能非常匹配。信號調節(jié)IC UZ9000針對KMZ41的使用進行了優(yōu)化，但也可與提供兩個90°移相正弦信號的任何其他傳感器一起使用，例如分解器應用、霍爾傳感器和GMR傳感器。這種混合信號集成電路提供一個模擬，比例輸出信號，允許直接更換現(xiàn)有的電位差計解決方案。輸入角度范圍可在0°至30°和0°至180°之間以10°為步進進行調整。此外，機械角度的零點可由用戶以0.5°為步進在+/-5°之間進行編程。對于正常操作，KMZ41和UZ9000都規(guī)定在-40°C至+150°C之間。

　　最后一部分描述了非理想情況及其對系統(tǒng)精度的影響。基于三西格瑪置信區(qū)間的誤差分析表明，在-40°C至+85°C的溫度范圍內，絕對精度優(yōu)于0.6°C。

　　這對應于大于0.4%的相對誤差，即180°滿標度。在150°C時，最大絕對誤差大于1.2°。測量系統(tǒng)在所有溫度下的分辨率都大于0.1°。如果磁場強度為100 kA/m（1250高斯）用于磁系統(tǒng)，則磁滯率在分辨率范圍內，因此不可測量。

　　飛利浦半導體的磁阻傳感器（mr傳感器）利用了這樣一個事實，即某些鐵磁合金（如坡莫合金）的電阻受到外部磁場的影響。這種固態(tài)磁阻效應——或各向異性磁阻（AMR）——很容易在薄膜技術中實現(xiàn)，從而可以生產出既精確又經濟的傳感器。

　　由于磁阻效應是一種自然的角效應，因此它在非接觸式角度測量系統(tǒng)中的應用非常適合。其基本原理很簡單：坡莫合金帶的電阻隨帶內磁化矢量與流過它的電流矢量的夾角而變化。因此，要實現(xiàn)精確測量，唯一需要滿足的條件是坡莫合金的內部磁化矢量必須直接跟隨外部磁場矢量。當使用遠高于內部磁化強度的外部磁場強度時，可以確保這一點。由于強外磁場使傳感器飽和，實際磁場強度對測量沒有影響。只計算字段的方向。這就產生了磁彈性角測量系統(tǒng)的以下優(yōu)點：

　　壽命期間磁漂移的獨立性。

　　磁漂移與溫度無關。

　　機械裝配公差的獨立性。

　　熱應力引起的機械位移的獨立性。
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