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工程师在设计传感器时需注意的三个问题

2021-09-06 Majeed Ahmad 阅读:
自动驾驶、高级驾驶辅助系统(ADAS)、车辆电气化和工业4.0设计都在推动传感器件的进步,使其能够进行更加准确有效的旋转或线性定位。这些位置传感器都有着多种设计架构,并使用着多种接口(例如模拟比率器、PWM和I2C总线),那么工程师在设计传感器时有哪些常见问题需要注意?

自动驾驶、高级驾驶辅助系统(ADAS)、车辆电气化和工业4.0设计都在推动传感器件的进步,使其能够进行更加准确有效的旋转或线性定位。这些位置传感器都有着多种设计架构,并使用着多种接口(例如模拟比率器、PWM和I2C总线),那么工程师在设计传感器时有哪些常见问题需要注意?97fednc

本文简单地介绍了三个设计注意事项,通常用于汽车和工业应用中位置传感器的线性和旋转运动设计。97fednc

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图1:位置传感器适于成本敏感的汽车应用,例如动力传动系统执行器、踏板定位、燃油液位计和传动系统。(图片来源:Melexis)97fednc

可编程输出

位置传感器的可编程功能让设计工程师能够轻松地配置速度、分辨率和线性化等参数。例如,在ams的AS5200L传感器集成电路中,I2C接口不再需要专用的编程器,而是能够通过主机MCU对操作参数进行简单的编程。97fednc

同样,Allegro的3DMAG传感器也支持使用MCU直接进行编程,并且其输出可以通过任何接口(模拟、SAE J2716 SENT、PWM或I2C)进行低压编程。低压编程让电子控制单元(ECU)内的传感器模块可以在现场进行更换。97fednc

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图2:多种可编程通道修整和线性化选项让设计人员能够轻松调整磁路并优化精度和制造效率。(图片来源:Allegro Microsystems)97fednc

功能安全性

确保功能的安全性在汽车和工业设计中至关重要,因此服务于这些应用的位置传感器必须完全遵守功能安全指南。对安全性有着严格要求的汽车应用包括:转向、制动、变速箱和油门系统。97fednc

Allegro的A31315位置传感器可提供片上诊断功能,从而确保操作的可靠性和安全性,它还支持单芯片封装的ASIL-B和双芯片封装的ASIL-D,用于符合ISO 26262功能安全标准的系统级集成。Melexis的MLX90421和MLX90422非接触式位置传感器也可通过独立安全元件(SEooC)来支持ASIL-B。97fednc

电磁兼容测试

许多位置传感器都可以一次通过电磁兼容性(EMC)测试,从而缩短了设计周期并降低了成本。新型位置传感器可以抵抗杂散磁场的干扰,因此不再需要屏蔽这些传感器件。97fednc

很多位置传感器(例如Allegro的A19520)都集成了EMC保护电容器并采用了混合信号架构,因此具有宽动态气隙范围,并能够区分振动和旋转,还可以抵抗杂散场的干扰。97fednc

(原文刊登于EDN姐妹网站Planet Analog,参考链接:Three things to watch when selecting a position sensor,由Jenny Liao编译。)97fednc

本文为《电子技术设计》2021年9月刊杂志文章,版权所有,禁止转载。免费杂志订阅申请点击这里97fednc

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